مواد کی پروسیسنگ اور مینوفیکچرنگ کے عمل میں، بقایا کشیدگی ایک عام رجحان ہے، جو مواد کی کارکردگی اور سروس کی زندگی پر ایک اہم اثر ہے. بقایا تناؤ کی وجوہات، مقامی تقسیم کی خصوصیات اور مادی خصوصیات پر اس کے اثرات کو سمجھنا، مصنوعات کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے، حفاظتی حادثات کی روک تھام بہت اہمیت کی حامل ہے۔
I. بقایا تناؤ کی وجوہات
بقایا تناؤ سے مراد مادی پروسیسنگ کا خاتمہ ہے، ورک پیس اب بھی اندرونی تناؤ کو برقرار رکھتی ہے۔ یہ تناؤ بنیادی طور پر درج ذیل پہلوؤں سے پیدا ہوتا ہے۔
1. پلاسٹک کی ناہموار اخترتی
جب ورک پیس پیچیدہ بوجھ (جیسے کولڈ رولنگ، ڈرائنگ، ایکسٹروشن اور سرفیس شاٹ پیننگ، رولنگ وغیرہ) کا نشانہ بنتی ہے، تو کراس سیکشن پر ناہموار قوت کی وجہ سے، بڑی طاقت کی جگہ پلاسٹک کی خرابی پیدا کر سکتی ہے، جبکہ چھوٹی قوت کی جگہ اب بھی لچکدار اخترتی ہو سکتی ہے۔ جب ان لوڈ کیا جاتا ہے، تو یہ ناہموار پلاسٹک کی خرابیاں ورک پیس کے اندر بقایا تناؤ کا باعث بن سکتی ہیں۔ خاص طور پر، کھینچے ہوئے علاقوں کو اتارنے کے بعد دبانے والے دباؤ کا نشانہ بنایا جاتا ہے، جبکہ ملحقہ علاقوں کو تناؤ کے دباؤ کا نشانہ بنایا جاتا ہے۔ پلاسٹک کی ناہموار اخترتی کی وجہ سے یہ بقایا تناؤ مشینی عمل میں تناؤ کی ایک عام شکل ہے۔
2. inhomogeneous درجہ حرارت کے میدان کے تھرمل اثرات
تھرمل پروسیسنگ میں، حرارتی اور کولنگ کے عمل عام طور پر بہت پیچیدہ ہوتے ہیں، جس میں تیز حرارت اور ٹھنڈک کے ساتھ ساتھ مقامی حرارتی اور ٹھنڈک شامل ہوتی ہے۔ چونکہ حرارت کو صرف سطح کے ذریعے منتقل کیا جا سکتا ہے، اس لیے حرارتی اور ٹھنڈک کے دوران درجہ حرارت کی غیر ہم آہنگی کی وجہ سے ورک پیس میں تھرمل توسیع میں فرق پڑے گا، جس کے نتیجے میں عارضی تھرمل دباؤ پیدا ہوتا ہے۔ جب ان عارضی تھرمل دباؤ کی قدر مواد کے اعلی درجہ حرارت کی پیداوار کی حد سے تجاوز کر جاتی ہے، تو بعض علاقوں میں پلاسٹک کی خرابی ہوتی ہے۔ جب حرارتی عمل ختم ہو جاتا ہے، اگرچہ ورک پیس کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا ہو جاتا ہے، حرارتی عمل کے دوران پلاسٹک کی ناہموار خرابی کی وجہ سے ورک پیس کے اندر بقایا دباؤ پیدا ہوتا ہے۔ غیر مساوی درجہ حرارت کے شعبوں کی وجہ سے اس طرح کے بقایا دباؤ خاص طور پر گرمی کے علاج کے عمل میں عام ہیں۔
3. مرحلے کی منتقلی کے اثرات
مادی پروسیسنگ کے دوران، میٹالرجیکل تنظیم میں تبدیلیاں (مثال کے طور پر بجھانے کے دوران آسٹنائٹ سے مارٹینائٹ کی تبدیلی) مواد کے اندرونی مخصوص حجم میں تبدیلیوں کا باعث بنتی ہے، جس کے نتیجے میں مرحلہ منتقلی کے دباؤ پیدا ہوتے ہیں۔ اس مرحلے کی منتقلی کا تناؤ بھی پروسیسنگ کے بعد ورک پیس کے اندر ہی رہے گا، بقایا تناؤ تشکیل دیتا ہے۔
دوسرا، بقایا تناؤ کی خصوصیات کی مقامی تقسیم
بقایا تناؤ کی مقامی تقسیم اس کی وجہ اور پروسیسنگ کی مخصوص شرائط پر منحصر ہے۔ عام طور پر، بقایا تناؤ کو تین قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: میکرو بقایا تناؤ، مائیکرو بقایا تناؤ اور انتہائی-مائکرو بقایا تناؤ۔
1. میکرو بقایا تناؤ
میکروسکوپک بقایا تناؤ مجموعی طور پر ورک پیس میں ہوتا ہے یا توازن حاصل کرنے کے لیے بقایا تناؤ کی میکرو رینج۔ اس تناؤ کی تقسیم عام طور پر زیادہ یکساں ہوتی ہے، ورک پیس کی مجموعی کارکردگی پر زیادہ اثر پڑتا ہے۔ اس عمل میں، پلاسٹک کی ناہموار اخترتی یا تھرمل اثر کے ناہموار درجہ حرارت کے میدان کی وجہ سے، ورک پیس میکرو ٹینسائل یا کمپریسیو بقایا تناؤ پیدا کرے گا۔
2. مائیکرو بقایا تناؤ
مائکروسکوپک بقایا تناؤ بقایا تناؤ ہیں جو ورک پیس کے اندر چند دانوں کے اندر توازن تک پہنچ جاتے ہیں۔ اس تناؤ کی تقسیم عام طور پر زیادہ پیچیدہ ہوتی ہے، اور اناج کی شکل، سائز اور واقفیت اور دیگر عوامل۔ پلاسٹک کی خرابی کے دوران، اناج کے تعامل اور اناج کی حدود کی موجودگی کی وجہ سے مائکروسکوپک ٹینسائل یا کمپریسیو بقایا دباؤ پیدا ہوتے ہیں۔ یہ دباؤ مواد کی مقامی خصوصیات پر ایک اہم اثر ڈالتے ہیں، جیسے تھکاوٹ کی طاقت اور کریک ایکسٹینشن کی شرح۔
3. الٹرا-مائیکروسکوپک بقایا تناؤ
الٹرا-مائیکروسکوپک بقایا تناؤ ورک پیس میں ایٹم سطحوں کی ایک بڑی تعداد ہے، جوہری کالم بقایا تناؤ کے توازن کے قریب ہیں۔ اس تناؤ کی تقسیم زیادہ پیچیدہ ہے، اور اس کا تعلق مادے کے مائیکرو اسٹرکچر اور نقائص اور دیگر عوامل سے ہے۔ فیز ٹرانسفارمیشن کے دوران، جالیوں کی بگاڑ اور نقائص کی وجہ سے الٹرا مائکروسکوپک ٹینسائل یا کمپریسیو بقایا تناؤ پیدا ہوتے ہیں۔ یہ دباؤ مواد کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات پر اثر انداز ہوتے ہیں۔
بقایا تناؤ کی مقامی تقسیم کی خصوصیات نہ صرف ان کی وجوہات پر منحصر ہیں بلکہ اس عمل کی مخصوص حالتوں سے بھی گہرا تعلق ہے۔ مثال کے طور پر، ویلڈنگ کے عمل کے دوران، ویلڈ سیون اور اس کے ہمسایہ علاقے تیزی سے حرارت اور ٹھنڈک سے گزرتے ہیں، جس کے نتیجے میں ان علاقوں میں بقایا دباؤ کی پیچیدہ تقسیم ہوتی ہے۔ ان تناؤ کی تقسیم کی غیر ہم آہنگی ویلڈ کی طاقت اور سختی پر اہم اثر ڈال سکتی ہے۔
تیسرا، مادی خصوصیات پر بقایا تناؤ کا اثر
بقایا تناؤ کا مواد کی مکینیکل خصوصیات پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔ پیداوار کی طاقت کے لحاظ سے، جب مواد کے اندر بقایا تناؤ کا دباؤ ہوتا ہے، تو یہ مواد کی پیداواری طاقت کو کم کر دے گا، جس سے مواد پلاسٹک کی خرابی کا زیادہ شکار ہو جائے گا۔ اس کے برعکس، بقایا دبانے والے دباؤ مواد کی پیداواری طاقت کو کسی حد تک بڑھاتے ہیں۔ تناؤ کی طاقت کے لیے، بقایا تناؤ کی موجودگی تناؤ کے عمل میں مواد کی تناؤ کی تقسیم کو بدل دے گی، اس طرح اس کی تناؤ کی طاقت متاثر ہوگی۔ اس کے علاوہ، بقایا تناؤ کا اثر مواد کی پلاسٹکٹی، سختی اور سختی اور دیگر اشارے پر بھی پڑے گا۔ مثال کے طور پر، بقایا تناؤ کا تناؤ مواد کی لمبائی کو بڑھاتا ہے، جبکہ بقایا کمپریسیو تناؤ مواد کی لمبائی کو کم کرتا ہے۔ سختی کے لحاظ سے، بقایا تناؤ تناؤ سختی کی پیمائش کو کم کرتا ہے، جبکہ بقایا کمپریسیو تناؤ سختی کی پیمائش کو بڑھاتا ہے۔
کسی مادے کی تھکاوٹ والی زندگی پر بقایا تناؤ کا اثر اور بھی زیادہ اہم ہے۔ باری باری بوجھ کے اثر کے تحت، لاگو کردہ بوجھ کے ساتھ بقایا تناؤ کا دباؤ ختم ہو جائے گا، جس سے شگافوں کے ابھرنے اور پھیلنے میں تیزی آئے گی، جس سے مواد کی تھکاوٹ کی زندگی نمایاں طور پر کم ہو جائے گی۔ لہذا، مکینیکل حصوں کے ڈیزائن اور تیاری میں، بقایا تناؤ کے اثرات کو مکمل طور پر غور کرنا چاہیے تاکہ ضرورت سے زیادہ بقایا تناؤ کی وجہ سے تھکاوٹ کی ناکامی سے بچا جا سکے۔
2. طبعی خصوصیات پر اثر
بقایا تناؤ کا اثر مواد کی جسمانی خصوصیات پر بھی پڑے گا۔ مثال کے طور پر، تھرمل توسیع کے گتانک کے لحاظ سے، بقایا تناؤ مواد کی اندرونی جالی ساخت کو بدل دے گا، جس کے نتیجے میں اس کی حرارتی توسیع کی خصوصیات متاثر ہوتی ہیں۔ جب کسی مواد میں بقایا دباؤ موجود ہوتا ہے تو، تھرمل توسیع کا گتانک بدل سکتا ہے، جو کچھ درجہ حرارت کے حساس ایپلی کیشنز میں (مثلاً، ایرو اسپیس میں تھرمل کنٹرول سسٹم) اجزاء کے فٹ ہونے میں مسائل کا باعث بن سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، بقایا تناؤ کا اثر مواد کی تھرمل اور برقی چالکتا پر پڑتا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ بقایا دباؤ مواد کے اندر جوہری ترتیب کو بگاڑ سکتا ہے، فونون اور الیکٹران کے بکھرنے کے امکانات کو بڑھاتا ہے، اس طرح مواد کی تھرمل اور برقی چالکتا کو کم کر دیتا ہے۔ الیکٹرانک آلات میں، جہاں گرمی کی کھپت اور برقی چالکتا اہم ہیں، بقایا تناؤ کا یہ اثر تھرمل کارکردگی میں کمی اور آلے کی مزاحمت میں اضافے کا باعث بن سکتا ہے، جس کے نتیجے میں آلہ کی کارکردگی اور استحکام متاثر ہوتا ہے۔
