অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম মিশ্র ধাতুর তারের গুণগত পরীক্ষা: টেনসাইল, টুইস্ট ও বেন্ড

টান শক্তি পরীক্ষা: অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম মিশ্র ধাতুর তারের যান্ত্রিক কার্যকারিতার পরিমাণগত মূল্যায়ন

পরিবাহী-মানের অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম মিশ্র ধাতুর তারে যিল্ড শক্তি এবং চূড়ান্ত টান শক্তি

যিল্ড স্ট্রেন্থের পরিসর ১৮৫ থেকে ৪৬৯ এমপিএ নির্দেশ করে যে, চাপের অধীনে উপকরণগুলি কখন স্থায়ী বিকৃতি দেখাতে শুরু করে। আল্টিমেট টেনসাইল স্ট্রেন্থের মান ২৫০ থেকে ৫৭২ এমপিএ-এর মধ্যে হওয়ায় এটি নির্দেশ করে যে, উপকরণগুলি সম্পূর্ণরূপে ভেঙে পড়ার আগে কোন ধরনের বল সহ্য করতে পারে। ম্যাগনেসিয়াম এখানে একটি বড় ভূমিকা পালন করে, কারণ অধিকাংশ অ্যালয়ে এটি প্রায় ০.৫ থেকে ১.২ ওজন শতাংশ পরিমাণে থাকে। মিশ্রণে যদি ম্যাগনেসিয়ামের পরিমাণ বাড়ানো হয়, তবে উপকরণটির সামগ্রিক শক্তি বৃদ্ধি পায়। কিন্তু এই সুবিধাগুলি পেতে হলে উৎপাদনের সময় সাবধানতার সাথে তাপ চিকিৎসা (হিট ট্রিটমেন্ট) প্রয়োগ করতে হবে, অন্যথায় কণা সীমানা (গ্রেন বাউন্ডারি) জুড়ে ভঙ্গুর অঞ্চল তৈরি হওয়ার ঝুঁকি থাকে। কেবলের জন্য ব্যবহৃত পরিবাহীগুলির ক্ষেত্রে, নির্মাতারা প্রায় ১০ থেকে ১২% প্রসারণ হার লক্ষ্য করেন, যাতে ইনস্টলেশনের সময় তারগুলি যথেষ্ট নমনীয় থাকে এবং একসাথে মোড়ানো যায়, আবার তাদের সেবা জীবন জুড়ে ভালো তড়িৎ বৈশিষ্ট্য বজায় থাকে।

অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম অ্যালয় তারের টেনসাইল পরীক্ষার জন্য ASTM B961 এবং IEC 61089 অনুমোদন

ASTM B961 মান এবং IEC 61089 মান উভয়েই বিশ্বসনীয় টেনসাইল পরীক্ষার ফলাফল পাওয়ার জন্য কী প্রয়োজন তা নির্দিষ্ট করে। ASTM B961 অনুযায়ী, পরীক্ষার সময় উপাদানটির প্রসারণের গতি নিয়ন্ত্রণ করতে হবে, যাতে স্ট্রেন রেট (strain rate) 0.015 থেকে 0.5 মিমি/মিমি/মিনিটের মধ্যে থাকে। এটি উপাদানগুলিকে আসলে যতটা শক্ত, তার চেয়ে বেশি শক্ত দেখানো এড়াতে সাহায্য করে। অন্যদিকে, IEC 61089 পরীক্ষার জবস (grips) দুটির মধ্যে দূরত্ব নির্ধারণ করে, যাতে ফলাফলগুলি প্রায় ±৩% সীমার মধ্যে নির্ভরযোগ্যভাবে পুনরুৎপাদন করা যায়। উভয় মানই সঠিকভাবে ক্যালিব্রেট করা এক্সটেনসোমিটার ব্যবহার, কমপক্ষে ভাঙন লোডের ৯০% পর্যন্ত ধরে রাখার জন্য পিছলনো-বিরোধী গ্রিপ এবং পরীক্ষার শর্ত ঘরের তাপমাত্রার কাছাকাছি—বিশেষত ২৩° সেলসিয়াস (±২° সেলসিয়াস) বজায় রাখার প্রয়োজনীয়তা জোর দেয়। যদি এই নির্দেশিকাগুলি সাবধানতার সাথে অনুসরণ না করা হয়, বিশেষ করে যখন উচ্চ ম্যাগনেসিয়াম সমৃদ্ধ মিশ্র ধাতুগুলির সাথে কাজ করা হয়, তখন পরীক্ষাগুলি ডাক্টিলিটি (উদ্ভূতি) পাঠ প্রায় ২০% পর্যন্ত কম দেখাতে পারে। ২০২৩ সালে Materials & Design জার্নালে প্রকাশিত সাম্প্রতিক গবেষণা এই বিষয়টি সমর্থন করে এবং বাস্তব জগতের প্রয়োগগুলিতে এই পদ্ধতিগুলি অনুসরণ করার গুরুত্ব তুলে ধরে।

টোয়িস্ট পরীক্ষণ: অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাগনেশিয়াম মিশ্র ধাতুর তারের তন্যতা ও পৃষ্ঠ অখণ্ডতা মূল্যায়ন

ব্যর্থতার পূর্বে সম্পন্ন হওয়া টোয়িস্ট চক্রসংখ্যা—আঁচড়ানো প্রক্রিয়ার গুণগত মান ও সূক্ষ্ম-কাঠামোগত সমজাতীয়তার পূর্বাভাসক

যখন আমরা টেস্ট তারগুলির মোড়ানো পরীক্ষা করি, মূলত যা ঘটে তা হলো—তারগুলিকে ভাঙার পূর্ব পর্যন্ত ঘূর্ণন চাপের মধ্যে রাখা হয়। ভাঙার আগে পূর্ণ মোড়ানোর সংখ্যা আমাদের উপাদানটির গঠনের একরূপতা এবং পৃষ্ঠটি কতটা ভালোভাবে ধরে রাখতে পারে তা সম্পর্কে বেশ কিছু তথ্য প্রদান করে। ২০২৩ সালে ইন্টারন্যাশনাল জার্নাল অফ মলিকিউলার সায়েন্সেস-এ প্রকাশিত গবেষণা অনুসারে, যেসব তার ২০টির বেশি পূর্ণ মোড়ানো সহ্য করতে পারে, তাদের বাস্তব বিশ্বের শর্তাবলীতে ব্যবহারের সময় পৃষ্ঠের সমস্যা প্রায় ৯২ শতাংশ কম হয়। ০.৫ থেকে ০.৮ ওজন শতাংশ পরিমাণে ম্যাগনেসিয়াম যোগ করলে কার্যকারিতা আরও উন্নত হয়, কারণ এটি সেই সূক্ষ্ম ফাটলগুলিকে ধাতুর মধ্য দিয়ে সহজতরভাবে চলাচল করতে সাহায্য করে। কিন্তু এখানে একটি শর্ত রয়েছে: এটি কেবল তখনই কার্যকর হয় যখন উৎপাদন প্রক্রিয়ার সময় তার টানা (drawing) এবং তাপ চিকিৎসা (heat treatment) পদ্ধতিগুলি খুব যত্নসহকারে নিয়ন্ত্রণ করা হয়। অধিকাংশ উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠান এই মোড়ানো পরীক্ষার সময় তারগুলির ব্যর্থতার বিশ্লেষণ করে সূক্ষ্ম ফাটলের প্রাথমিক লক্ষণগুলি চিহ্নিত করে এবং তারপর সেই অনুযায়ী শমন (tempering) প্রক্রিয়ায় তাপ নিয়ন্ত্রণের সময়সূচী সামঞ্জস্য করে।

বেন্ড পরীক্ষা: অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম মিশ্র ধাতুর তারের ফর্মেবিলিটি এবং বিকৃতি স্থানীয়করণ প্রতিরোধের মূল্যায়ন

ন্যূনতম বেন্ড ব্যাসার্ধের সীমা এবং তার সম্পর্ক Mg এর পরিমাণ ও টেম্পার অবস্থার সাথে

ন্যূনতম বেঁক ব্যাসার্ধ বলতে একটি তারকে কতটা টানটান করে বাঁকানো যায়—যার পরে তারটি ফেটে যায়—তার পরিমাপ বোঝায়, এবং এটি আসলে উপাদানটির কতটা সহজে আকৃতি দেওয়া যায় এবং চাপ কেন্দ্রীভূত হওয়ার বিরুদ্ধে কতটা ভালোভাবে প্রতিরোধ করতে পারে তা সম্পর্কে বেশ কিছু তথ্য প্রদান করে। বেঁক ব্যাসার্ধ এবং ম্যাগনেসিয়াম সামগ্রীর মধ্যে সম্পর্কটি একটু উলটো ধরনের: যখন মিশ্র ধাতুগুলিতে ৫% এর বেশি ম্যাগনেসিয়াম থাকে, তখন সাধারণত শস্য সীমানা বা অন্তর্ভুক্তি বিন্দুগুলিতে সেই অপ্রীতিকর বিকৃতিগুলি রোধ করতে বেঁক ব্যাসার্ধ ২০ থেকে ৩০ শতাংশ বড় করা প্রয়োজন। তারটি কোন টেম্পার অবস্থায় আছে তাও গুরুত্বপূর্ণ। অ্যানিলড তারগুলি (যাদের আমরা O-টেম্পার বলি) কখনও কখনও তাদের নিজ ব্যাসের মাত্র দুগুণ পর্যন্ত খুব টানটান বাঁক সহ্য করতে পারে, কিন্তু T4 বা T6-এর মতো সলিউশন ট্রিটেড সংস্করণগুলি সাধারণত ব্যাসের তিন থেকে চার গুণ বেঁক ব্যাসার্ধ প্রয়োজন করে। এখানে ডিজাইনারদের জন্য লক্ষণীয় একটি স্পষ্ট প্যাটার্ন রয়েছে। উচ্চতর ম্যাগনেসিয়াম সামগ্রী বা কঠিন টেম্পারের মাধ্যমে তৈরি করা শক্তিশালী উপাদানগুলি সমস্যা ছাড়াই সহজে বাঁকানো যায় না। প্রকৌশলীরা এই নীতিগুলি মানক ওয়্যার্প পরীক্ষা ব্যবহার করে যাচাই করেন, এবং যেসব অ্যাপ্লিকেশনে বস্তুগুলি ধ্রুবভাবে চলাচল করে—যেমন সময়ের সাথে কম্পনের মুখে পড়া অটোমোটিভ ওয়্যারিং হার্নেস—সেখানে নির্দিষ্ট বেঁক ব্যাসার্ধের সীমা মেনে চলা চরম গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। প্রাথমিক ফাটলের কারণে ক্ষেত্রে ব্যর্থতা এমন পরিবেশে এখনও সবচেয়ে বড় সমস্যাগুলির মধ্যে একটি হিসেবে বিবেচিত হয়।

একীভূত পরীক্ষা ব্যাখ্যা: টেনসাইল, টুইস্ট এবং বেন্ড ডেটা কীভাবে সম্মিলিতভাবে অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম মিশ্র ধাতুর তারের ক্ষেত্রে বিশ্বস্ততা নিশ্চিত করে

টান, মোচড়ানো এবং বাঁকানোর মাধ্যমে উপকরণগুলির পরীক্ষা করা একক পরীক্ষার চেয়ে অধিক সম্পূর্ণ চিত্র প্রদান করে। প্রায় ২৫০ থেকে ৩১০ এমপিএ-এর মধ্যে টান সহনশীলতা পরিমাপ আমাদের পরিবাহী শ্রেণির মিশ্র ধাতুর মৌলিক শক্তি সম্পর্কে তথ্য দেয়। উপকরণের গঠনে লুকিয়ে থাকা ত্রুটি বা অসামঞ্জস্যতা পরীক্ষা করতে মোচড়ানো পরীক্ষার জন্য কমপক্ষে ২০টি চক্র প্রয়োজন। ইনস্টলেশনের সময় এটি চাপ সঠিকভাবে সহ্য করতে পারে কিনা তা নিশ্চিত করতে ন্যূনতম বাঁক ব্যাসার্ধ তারের ব্যাসের চেয়ে আট গুণের কম হওয়া উচিত। এই পরীক্ষাগুলির ফলাফল সামঞ্জস্যহীন হলে সমস্যাগুলি প্রায়শই প্রকাশ পায়। উদাহরণস্বরূপ, যেসব তার টান পরীক্ষায় পাস করে কিন্তু মোচড়ানো পরীক্ষায় ব্যর্থ হয়, সেগুলিতে সাধারণত অতি সূক্ষ্ম অক্সাইড কণা থাকে যা ভবিষ্যতে ফাটলের কারণ হয়। অন্যদিকে, ভালো বাঁক ফলাফল এবং ১০% -এর নিচে খারাপ প্রসারণ একত্রে থাকলে বোঝা যায় যে, উপকরণটি ধ্রুব কম্পনের কারণে সময়ের সাথে সাথে ক্ষয়প্রাপ্ত হতে পারে। যখন নির্মাতারা তিনটি পরীক্ষাই আইইসি ৬১০৮৯ মানের মধ্যে রাখতে সক্ষম হন, তখন বিদ্যুৎ সরবরাহকারী সংস্থাগুলি তাদের সিস্টেমে ৯০% -এর বেশি ব্যর্থতা হ্রাস সহ উল্লেখযোগ্য উন্নতি লক্ষ করেন। এটি কেবল তাত্ত্বিক ধারণা নয়—বেশ কয়েক বছর ধরে স্থানীয় ট্রান্সমিশন লাইন থেকে প্রাপ্ত ক্ষেত্র ডেটা এটি ধারাবাহিকভাবে সমর্থন করে।