धातूंचे यांत्रिक गुणधर्म

धातूंचे यांत्रिक गुणधर्म : धातूंचे गुणधर्म निरनिराळ्या प्रकारचे असतात म्हणून त्यांचे वेगवेगळे वर्ग केलेले आहेत. यांत्रिक, रासायनिक, विद्युत् चुंबकीय असे त्यांतील प्रमुख प्रकार आहेत. अतिउच्च आणि अतिनीच तापमानातील गुणधर्म असेही एक निराळ्या प्रकारचे वर्गीकरण करतात. यांत्रिक व नेहमीच्या तापमानातील गुणधर्मांत ताणबल, संपीडनबल (आकुंचन बल) व कर्तनबल, कठिनता,आघातसह्यता, शिणवटा (विशिष्ट क्रमाने पुनःपुन्हा बदलणाऱ्या प्रेरणांमुळे होणारा धातूचा भंग) व विसर्पण (स्थिर भारामुळे होणारे धातूचे सतत विरूपण) हे गुणधर्म अभियांत्रिकीय दृष्ट्या महत्त्वाचे आहेत (या गुणधर्मांचे जास्त स्पष्टीकरण खाली दिले आहे).

यंत्राचे वा संरचनांचे अभिकल्प (आराखडे) करताना प्रथम त्यांवर व त्यांच्या निरनिराळ्या भागांवर येणारा भार व त्यांचे प्रकार हे जाणून घ्यावे लागतात व नंतर ते भाग कोणत्या धातूचे करावयाचे आणि त्यांचा आकार व मापे कोणती ठेवावयाची, हे ठरवावे लागते. हे ठरविताना वापरावयाच्या धातूची निरनिराळी बले अर्थातच माहीत असावयास हवीत. ही बले योग्य प्रकारच्या यंत्रांच्या व उपकरणांच्या मदतीने समजू शकतात. या बलनिश्चितीच्या प्रयोगांसाठी मानकीय आकार आणि मापे असलेला नमुन्याचा प्रमाण परीक्षा तुकडा लागतो. प्रयोगात धातूचे प्रत्यास्थ क्षेत्रातील (ताण काढून घेतल्यावर पुन्हा मूळ स्थितीत येण्याच्या कक्षेतील स्थितिस्थापक क्षेत्रातील) वर्तन, शरणबिंदू (भंजनबिंदू), शरण प्रतिबल (विरूपण निर्माण करणारी प्रेरणा), कमाल ताण प्रतिबल, आयामवर्धन (लांबीतील वाढ), मापांक वगैरे गोष्टी कळून येतात. प्रत्यास्थी वर्तनावरून मापांक मिळतो, तर शरणबिंदूच्या भारावरून शरण प्रतिबल मिळते.

सुरक्षा गुणांक व कार्यकारी प्रतिबल : कोणत्याही वस्तूचा अभिकल्प करताना तिच्या धातूतील निर्मितिदोष, वापराची परिस्थिती (अतिउच्च वा अतिनीच तापमान), अम्लीय व सक्षारक (वस्तू झिजविणारे व गंजविणारे) वातावरण, वापरातील धोका (उदा., तप्त धातुरसाची किटली उचलताना तुटणे किंवा खाणीतील पाळण्यांचे तारदोर तुटणे) इ. कारणांमुळे केवळ सैध्दांतिक प्रतिबल मूल्ये वापरता येत नाहीत. वरील व अशाच अन्य कारणांसाठी प्रत्येकी एक गुणक मानतात. कित्येक वेळा वरील दोषांशिवाय अज्ञात दोषांकरिता आणखीही एक गुणक धरतात. या सर्व गुणकांचा गुणाकार केला की, ⇨ सुरक्षा गुणांक मिळतो. या गुणांकाने गृहीत सैध्दांतिक प्रतिबलाला भागले म्हणजे अभिकल्पासाठी प्रत्यक्ष वापरावयाच्या कार्यकारी प्रतिबलांचे मूल्य मिळते. सैध्दांतिक प्रतिबल हे एक तर, कमाल प्रतिबल किंवा शरण प्रतिबल असते. अर्थात या दोन्ही गृहीत राशींच्या बाबतीत सुरक्षा गुणांकाची मूल्ये निरनिराळी घ्यावी लागतील, हे उघड आहे. लोखंड, पोलाद, तांबे यांसारख्या तन्य धातूंसाठी शरण प्रतिबल व बिडासारख्या ठिसूळ धातूंसाठी कमाल प्रतिबल गृहीत धरतात. विसर्पणाची शक्यता असेल तेथे सेवेचे तापमान, काळ व वाजवी विसर्पण विचारात घेऊन कार्यकारी प्रतिबल ठरवितात. बदलत्या भारमूल्यांमुळे वस्तूत उत्पन्न होणारी प्रतिबले आवर्ती (शून्य ते कमाल ते शून्य …. ) किंवा प्रत्यावर्ती (दिशा बदलणारी) असतील, तर कार्यकारी प्रतिबल शिणवटा सीमामूल्यांवर आधारावे लागते. कार्यकारी प्रतिबलाला अभिकल्प प्रतिबल असेही म्हणतात.

प्रत्यास्थी गुणांची परीक्षा घेताना धातूचे वर्तन सामान्यातः पुढीलप्रमाणे घडते : (१) प्रथम विशिष्ट प्रतिबलापर्यंत प्रत्यास्थ विरूपण (भार काढला तर धातू पूर्वस्थितीत येते), (२) पुढे वाढत्या प्रतिबलास आकार्य विरूपण (पूर्वस्थिती न येऊ शकणारे) आणि (३) शेवटी धातूची आकार्य विरूपणक्षमता संपून धातूचा भंग होतो. निरनिराळ्या परीक्षांचा तपशील पुढे दिला आहे. ताण परीक्षेवरून धातूबद्दल सर्वांत जास्त माहिती मिळते, त्यामुळे ती महत्त्वाची गणली जाते.

या परीक्षांसंबंधीची माहिती पुढील क्रमाने दिलेली आहे : (१) ताण परीक्षा व तिचे निष्कर्ष, (२) प्रत्यास्थी वर्तन, (३) आकार्य वर्तन, (४) भंग, (५) आकार्य विरूपण व भंग, (६) खाचेचा परिणाम, (७) शरण बिंदू, (८) आघात परीक्षा, (९) शिणवटा, (१०) पीळण परीक्षा, (११)कठिनता परीक्षा, (१२) विसर्पण, (१३) अंतघर्षण, (१४) शेष प्रतिबले.

ताणपरीक्षा : या परीक्षेत वापरावयाचा नमुना तुकडा भारतीय मानक संस्थेच्या शिफारशीनुसार (भारतीय मानक क्र. १६०८–१९७२) असावा लगतो. या शिफारशीत कोणताही प्रमाण नमुना निर्देशित केला नाही. तथापि नमुना तुकडा घेताना त्याची मापक लांबी ५·६५√क्ष_० इतकी असावी, असे म्हटले आहे क्ष_० हे नमुन्याच्या काटछेदाचे क्षेत्रफळ आहे. नमुना पट्टीच्या स्वरूपात असला, तर तिच्या मध्यापासून सम अंतरावर दोन सीमा रेषा आखतात आणि नमुना दंडाच्या स्वरूपात असला, तर त्याच्या मध्यापासून सम अंतरावर दोन बिंदू चिन्हांकित करतात. त्यांतील अंतरास मापक लांबी असे म्हणतात. नंतर तो धातूचा नमुना यंत्रात (आ.१. अ) व्यवस्थित धरून त्यावर तरफ वजनाने किंवा द्रवीय दाबयंत्राने [→दाबयंत्र] भार देतात.  यंत्रावर बसविलेल्या भारमापकाच्या तबकडीकर हा वस्तूवरील भार सतत दाखविला जातो. हा भार क्रमाक्रमाने वाढवत जाऊन शेवटी भारामुळे वस्तू तुटते. वस्तूत होणाऱ्या लांबीची वाढ आयामवर्धन मापकाने मोजतात किंवाप्रतिशत आयामवर्धन =वस्तूच्या लांबीतीलफरक/ वस्तूची मूळ लांबी X १०० या सूत्रावरून काढतात.

आधुनिक यंत्रावर प्रतिबल विरुद्ध प्रतिविकृती यांचा प्रत्यक्ष आलेख मिळतो. त्या आलेखांस खरे प्रतिबल– प्रतिविकृती वक्र असे म्हणतात. वस्तूतील ताण–प्रतिबल खालील सूत्रावरून काढतात.

प्रतिबल=भार/ अनुप्रस्थ (आडव्या) छेदाचे क्षेत्रफळ (वस्तूच्या परीक्षपूर्वीचे) याच सूत्रावरून शरण प्रतिबल, कमाल ताण प्रतिबल, भंजन प्रतिबल वगैरे गोष्टी काढता येतात. फक्त लागणारा भार प्रत्येक वेळी बदलतो. शरण प्रतिबलासाठी शरण सुरू झाल्यावर लागणारा भार वरील सूत्रात वापरतात तसेच कमाल प्रतिबलासाठी तबकडीवर दाखविलेला जास्तीत जास्त भार सूत्रात वापरतात.

नमुन्याच्या अनुप्रस्थ छेदाच्या क्षेत्रफळातील प्रतिशत घट ही खालील सूत्रावरून काढतात.

येथे अ = मूळ अनुप्रस्थ छेदाचे क्षेत्रफळ आणि ब = भंगानंतरच्या अनुप्रस्थ छेदाचे क्षेत्रफळ.

मऊ धातूचे प्रतिशत आयामवर्धन व अनुप्रस्थ छेदाच्या क्षेत्रफळातील प्रतिशत घट ही जास्त असते, तर कठीण धातूचे प्रतिशत आयामवर्धन व अनुप्रस्थ छेदाच्या प्रतिशत क्षेत्रफळातील घट ही कमी असते.

आ.१ (आ) मध्ये (१) नरम पोलाद, (२) बीड व (३) तांबे यांचे रूढ प्रतिबल-प्रतिविकृती आलेख दाखविले आहेत (प्रतिविकृती म्हणजे बाह्य प्रतिबलामुळे वस्तूच्या आकारमानात अथवा घनफळात होणारा बदल होय) यांवरून सुरूवातीचे प्रत्यास्थी वर्तन, त्यानंतरचे अर्धआकार्य विरूपण व अंतिम भंग यांची माहिती मिळते. त्यांचे विवरण पुढे दिले आहे.

ताण परीक्षेचे निष्कर्ष: (१) आ. १ (आ) मध्ये तीनही आलेखांत सुरुवातीचे भाग साधारण सरळ रेषीय आहेत पण फक्त आलेख १ वरून (नरम पोलाद) धातूच्या प्रत्यास्थी वर्तनाची सीमा कळते. (२) आलेख १ मध्ये सरळ रेषेच्या शेवटी प्रतिबल कमी व्हायला लागते व एकदा शरण सुरू झाल्यावर प्रतिबल कमी लागूनसुद्धा ते चालू राहते. आलेखात श_१ व श_२ असे दोन शरण बिंदू दाखविले आहेत. श_१ या वरच्या प्रतिबलास ऊर्ध्व शरण बिंदू व श_२ या खालच्या प्रतिबल मूल्यास अधःशरण बिंदू म्हणतात. (३) धातूची आकार्यता कमी होऊन ती पुन्हा भारसह्य होते आणि आलेख पुढे चालू होतो. (४) कमाल मूल्याशी पोहोचल्यानंतर आलेख खाली उतरू लागतो व लवकरच नमुन्याचा भंग होतो.

पुष्कळशा धातूंत वरीलप्रमाणे स्पष्ट असा शरण बिंदू नसतो. आ. १(अा)मधील २ व३ या बीड व तांब्याच्या आलेखांतही तो दिसत नाही. अशा वेळी शरण प्रतिबलाऐवजी प्रमाण प्रतिबल ही राशी वापरतात. ज्या प्रतिबलाने नमुन्याच्या मापक लांबीत स्वेच्छ ठरविलेली अशी कायमची वाढ होईल ते प्रमाण प्रतिबल समजतात. ही वाढ सामान्यत: ०·२% आयामवर्धन धरण्याची प्रथा आहे. आ. १ (इ) मध्ये ही पद्धती स्पष्ट केली आहे. उच्च कार्बनी व मिश्रपोलाद आणि लोहेतर धातूंचे ताण परीक्षेतील वर्तन या प्रकारचे असते.

ताण परीक्षेत नमुन्याला कटीसारखा (कमरेसारखा व गळ्यासारखा मध्ये निमुळता असलेला) आकार येणे सुरू होईपर्यंत लांबीमध्ये सर्वत्र समान वाढ होते व कटी आकाराच्या उद्‌भवाच्या आरंभी कमाल ताण प्रतिबल मिळते. कटीच्या अरुंद भागात आकारमान बदलल्यामुळे (कमी झाल्यामुळे) त्रिअक्षीय प्रतिबल स्थिती निर्माण होऊन तेथे केंद्रभागी चीर पडते (आ. २ अ) व ती वाढून नंतर कमाल कर्तन प्रतिबलामुळे सर्व बाजूंनी ४५^° च्या प्रतलात भंग होतो, यास तन्य भंग (आ. २ आ) म्हणतात. ज्यावेळी लांबीत फारशी वाढ न होता सपाट भंग होतो तेव्हा त्यास ठिसूळ भंग (आ. २ इ) म्हणतात. भंग झाल्यावर तेथील अनुप्रस्थ छेदाचा व्यास मोजून त्या छेदाच्या क्षेत्रफळातील प्रतिशत घट मागे दिलेल्या सूत्रावरून काढता येते. लांबी जास्त असली, तर कटीमुळे होणाऱ्या लांबीतील वाढीचे प्रमाण एकंदर वाढीमध्येकमी असते.प्रतिशत वाढीवरून भंगापर्यंतच्या वाढीची म्हणजे तन्यतेची कल्पना येते.

धांतूंचे प्रत्यास्थी वर्तन :दिलेल्या भाराने धातूंचे सुरुवातीस प्रत्यास्थी विरुपण होते. प्रत्यास्थी विभागात प्रतिबल-प्रतिविकृती आलेख सरळ रेषेत असतो. या सरळ रेषेच्या उतारास प्रत्यास्थता मापांक म्हणतात. प्रत्यास्थता मापांक रासायनिक संघटन अथवा औष्णिक संस्कारांवर फारसा अवलंबून नसतो पण परीक्षण तापमानाच्या वाढीबरोबर तो कमी होत जातो. प्रत्यास्थ विभागात लावलेला भार काढून घेतला, तर प्रत्यास्थ विरूपण नाहीसे होऊन नमुन्याचा तुकडा मूळ आकारमानास परत येतो. अशा क्रियेस प्रत्यास्थ क्रिया असे म्हणतात आणि ज्या भारसीमेपर्यंत ही दृश्य घटना घडते, तीस प्रत्यास्थ सीमा असे म्हणतात. प्रतिबल-प्रतिविकृती आलेख सरळ रेषेपासून ज्या बिंदूपाशी ढळतो, त्या बिंदूच्या प्रतिबलास प्रमाणी वा समानुपाती सीमा म्हणतात.

धातूंचे आकार्य वर्तन : प्रत्यास्थी विरूपणानंतर आकार्य विरूपण सुरू होते व आकार्य विरूपणाच्या कमाल मर्यादेनंतर नमुन्याचा भंग होतो.धातू स्वभावतः स्फाटिकरूपी असतात. त्यांमध्ये एकमेकांलगत वाटेल तसे कलंडलेले स्फटिक असतात. एका स्फाटिकामधील आकार्य विरूपण म्हणजे स्फटिकाच्या प्रकारानुसार काही विशिष्ट कर्तन प्रतलांवर विशिष्ट दिशांत कर्तन होऊन स्खलन होते. आ. ३ (अ) ही प्रतिबल लावण्यापूर्वीची स्थिती दाखविते व आ. ३ (आ) प्रतिबल लावल्यानंतर स्फटिकांत होणारे स्खलन दाखविते. येथे लावलेल्या प्रतिबलामुळे निर्माण झालेल्या स्खलन रेषा दिसतात. आकार्य विरूपण दुसऱ्या एका विशिष्ट तऱ्हेच्या यमलनी प्रतलावर (समांतर व एकमेकांवर घसरणाऱ्या एका लागोपाठाच्या अणूंच्या प्रतलांवर) आणि यमलनी दिशेने होते (आ. ३ उ). स्खलन हे सबंध कर्तन प्रतलावर एकसमयावच्छेदेकरून होत नाही, तर ‘विस्थापन’ नामक स्फटिक रचनेतील दोषाच्या हालचालीने होते.

आ. ४ (अ) व आ. ४ (आ) यांत विस्थापनाची हालचाल विरुद्ध दिशांनी एकामागून एक अणू सरकण्याने होते व त्यामुळे ही हालचाल लहानशा प्रतिबलामुळे होऊ शकते. प्रायोगिक शरण सामर्थ्य हे सबंध अणुप्रतल एकदम लगतच्या प्रतलावर सरकले असे धरून काढलेल्या सैध्दांतिक शरण सामर्थ्याच्या एकशंभरांश ते एकहजारांश असते म्हणून ही ‘विस्थापन’ दोषाची कल्पना आवश्यक झाली. या विस्थापनामुळे धातूची ऊर्जा विस्थापनाच्या प्रत्येक सेंमी. लांबीस जवळजवळ १०^-५ अर्ग या प्रमाणात वाढते. ऊष्मागतिक दृष्ट्या (उष्णता आणि यांत्रिक व इतर ऊर्जा यांतील संबंधाचे गणितीय विवरण करणाऱ्या शास्त्राच्या दृष्ट्या) ही स्थायी नसली, तरी अनुशीतनित (विशिष्ट तापमानापर्यंत तापवून नंतर सावकाश थंड केलेल्या) धातूमध्ये एक चौ.सेंमी. ला छेदणारी १०^४ ते १०^६ विस्थापने असतात. शीत विकृतीने ती चौ.सेंमी. ला १०^१२ पर्यंत वाढतात. फ्रँक-रीड या नावाने ओळखण्यात येणारे उद्‌गम (आ. ५) कार्यक्षम होऊन ही संख्या वाढते. बहुस्फटिकी धातूस ताण लावला म्हणजे तीत निर्माण झालेले कमाल कर्तन प्रतिबल ज्या वेळी त्या धातूतील कर्तनाला योग्य तऱ्हेने कललेल्या (म्हणजे कर्तन प्रतल ताण अक्षाशी ४५^° असलेल्या) स्फटिकांमधील क्रांतिक कर्तन प्रतिबलाइतके होते, त्या वेळी त्या स्फटिकात कर्तन सुरु होते.

लगतचे स्फटिक निरनिराळ्या तऱ्हांनी कलंडलेले असल्यामुळे कर्तन एका स्फटिकापासून शेजारच्या स्फटिकात जाताना दिशा बदलते. यामुळे एका स्फटिक धातूपेक्षा बहुस्फटिकी धातू जास्त ताण घेऊशकते. स्फटिक जितके जास्त सूक्षम असतील तितक्या वेळा कर्तनाच्या दिशा बदलतात व त्यामुळे शरण सामर्थ्य पण जास्त होते. जास्त आकार्य विरूपण घडवून आणण्यास जास्त प्रतिबल लागते. म्हणजे आकार्य विरूपण जसजसे वाढते तसतसे लागणारे प्रतिबल वाढत जाते. ह्या क्रियेस विकृती कठिनीकरण म्हणतात. धातूमध्ये असणाऱ्या विस्थापनांच्या अन्योन्य क्रियांमुळे आणि अडथळ्यामागे एकामागोमाग विस्थापने अडकल्यामुळे हे विकृती कठिनीकरण घडते. हे अडथळे कणसीमा, अवक्षेप (घन विद्रावातून धातूंच्या समांगी मिश्रणातून बाहेर टाकले गेलेले कण), विजातीय अणू वगैरेंच्या रूपाने असतात. एकमेकांस छेदणाऱ्या कर्तन प्रतलांवरील सरकणाऱ्या विस्थापनांच्या संयोगामुळे कॉट्रेल-लोमर या नावाने ओळखण्यात येणारे अडथळेही उत्पन्न होतात. अनेकांगी कर्तनामुळे जलद कार्य-कठिनीकरण होते. ज्या धातूंची रचना-दोष ऊर्जा कमी असते, त्यांच्यात रचना-दोष रुंद असतात व अशा धातूंचे जलद गतीने प्रतिविकृती कठिनीकरण होते. स्थूलकणी धातूंपेक्षा सूक्ष्मकणी धातूंचे शरण सामर्थ्य, तन्य सामर्थ्य, आघात सामर्थ्य, शिणवटा सामर्थ्य व प्रतिशत लांबीची वाढ ही जास्त असतात. शरण सामर्थ्य श_० व कण आकारमान अ यांचे समीकरण  श_० = घ + क अ^-१/२असे आहे. यांत घ हे विस्थापनाला विरोध करणारे घर्षण प्रतिबल आहे आणि क हा अडथळ्यामागे अडून विस्थापने रचण्याच्या प्रमाणाचा स्थिरांक आहे.

भंग : भंगाचे दोन प्रकार म्हणजे (१) तन्य (तंतुक्षम) भंग व (२) ठिसूळ भंग हे होत. तन्य भंगात भंग पृष्ठभाग प्रमुख प्रतिबलाच्या अक्षाशी ४५^° चा असतो (आ. २ आ) व हा भंग कमाल कर्तन प्रतिबलाने होतो. ठिसूळ भंगात भंग पृष्ठभाग प्रमुख प्रतिबलाच्या अक्षाशी ९०^° असतो (आ. २ इ) व हा भंग अभिलंब (पृष्ठभागास लंब असलेल्या) प्रतिबलाने होतो. नमुन्यामध्ये भंगाची सुरुवात एखाद्या दोषाने, असमांगत्वाने अगर चिरेने होते. अशी सूक्ष्म चीर विस्थापने कणसीमेसारख्या अडथळ्यामागे रचली गेली की, लावलेल्या प्रतिबलाने त्यांचे संमीलन होऊन भंग होतो (स्ट्रोव्ह पद्धत आ. ६ अ). सूक्ष्म चिरेची दुसरी पद्धत म्हणजे शरीरकेंद्रित घनामधील विस्थापने (101) व (101) प्रकारच्या अणुप्रतलांवर एकमेकांप्रत सरकून (001) अणुप्रतलांवर विस्थापन बनते व त्यापासून मग सूक्ष्म चिरेची सुरुवात होते (आ. ६ आ) [अणुप्रतलांच्या प्रकारांच्या स्पष्टीकरणार्थ ‘स्फटिकविज्ञान’ ही नोंद पहावी]. अनेक नमुन्यांच्या भंग सामर्थ्यांची मूल्ये सांख्यिकीय (संख्याशास्त्रीय) नियमांनुसार पसरलेली दिसतात. मोठ्या आकारमानाच्या नमुन्यांच्या भंग सामर्थ्यांची मूल्ये जास्त पसरलेली असतात व त्यांची सरासरी पण कमी असते.

आकार्य विरूपण व भंग :या दोहोंपैकी कोणते आधी घडेल याचा आता विचार करायचा आहे. एखाद्या बिंदूजवळ प्रतिबल स्थिती पूर्णपणे कळण्यास तेथील सर्व प्रतिबलांची मूल्ये, जात व दिशाही माहीत असावी लागते. त्या बिंदूभोवती एक योग्य तऱ्हेने कलंडलेला चौरस ठोकळा (घन) कल्पिला, तर त्या घनाच्या तीन समांतर पृष्ठांच्या जोड्यांवर फक्त तीन प्रमुख अभिलंब प्रतिबल ब_१, ब_२, ब_३ मिळतात. ही प्रतिबले स्थिती पूर्णपणे दाखवितात. वरील बिंदूभोवती वरच्याशिवाय अन्य तऱ्हेने कलंडलेल्या कल्पित घनाच्या पृष्ठभागावर तीन अभिलंब प्रतिबले व सहा कर्तन असतात. ह्या सहा कर्तन प्रतिबलांच्या तीन सम जोड्या होतात. समान कर्तन प्रतिबल ट्रेस्का कसोटीमध्ये ट_म = (कमाल प्रमुख अभिलंब प्रतिबल-किमान प्रमुख अभिलंब प्रतिबल) = (ब_१ –ब_२) असते व ते वरील प्रमुख अभिलंब प्रतिबलाशी ४५^° असलेल्या पृष्ठभागाशी समांतर असते. भंग होणार किंवा आकार्य विरूपण होणार, हे कमाल अभिलंब प्रतिबल होण्यास लागणाऱ्या अभिलंब प्रतिबलाच्या मूल्याला प्रथम पोहोचते अथवा कमाल कर्तन प्रतिबल हे आकार्य विरूपणास लागणाऱ्या क्रांतिक कर्तन प्रतिबलाच्या मूल्यास (शरण सामर्थ्य /२) प्रथम पोहोचते, यावर अवलंबून असते. साध्या ताणामध्ये एकच प्रमुख अभिलंब प्रतिबल असते. बाकी दोन्ही शून्य असतात व कमाल कर्तन प्रतिबल त्याच्या निम्मे असते. साध्या पीळणांमध्ये ब_१ व ब_३ ही एकमेकांशी काटकोनात असून विरुद्ध चिन्हांची पण समान असतात. ती दोन्ही दंडाच्या आसाशी ४५^° कोन करतात.

म्हणजे कमाल कर्तन प्रतिबल प्रमुख अभिलंब प्रतिबलाबरोबर असते. म्हणजे पीळामधील कमाल कर्तन प्रतिबल साध्या ताणातील कमाल कर्तन प्रतिबलाच्या दुप्पट असते. यामुळे धातू पीळणामध्ये ताणापेक्षा जास्त आकार्य अगर तन्य दिसते. दुसरी एक फोन गाइझ यांची सुधारलेली शरण कसोटी आहे. तिचे समीकरण

ब_० = १/√२ {(ब_१ –ब_२)^२ + (ब_२ – ब_३)^२ + (ब_३ –ब_१)^२}^½

असे आहे. पीळणामध्ये फोन गाइझ कसोटीप्रमाणे शरणाला लागणारे कर्तन प्रतिबल हे ट्रेस्का यांच्या कमाल कर्तन प्रतिबलाच्या सिद्धांताने लागणाऱ्या कर्तन प्रतिबलापेक्षा १५% नी जास्त येते. प्रयोगाने येणारे मूल्य हे फोन गाइझ यांच्या मूल्याशी जुळते व त्यामुळे फोन गाइझ कसोटी जास्त सयुक्तिक दिसते.

शरण प्रतिबल हे वाढत्या त्रिअक्षीयतेने (त्रिअक्षीय ताणाने) अगर वाढत्या प्रतिविकृती वेगाने वाढते पण भंग प्रतिबलावर त्याचा फारसा परिणाम होत नाही. त्यामुळे ठिसूळ भंगाची प्रवृत्ती वाढत्या त्रिअक्षीयतेने अगर वाढत्या प्रतिविकृती वेगाने वाढते. परिक्षेच्या उतरत्या तापमानात शरण प्रतिबल वाढते पण भंग प्रतिबल फारसे वाढत नाही. त्यामुळे उतरत्या तापमानाबरोबर ठिसूळ भंगाची प्रवृत्ती वाढत जाते. खाचेचा परिणाम जास्त ताण सामर्थ्याच्या धातूवर जास्त होतो.

खाचेचा परिणाम : (१) नमुन्यावर लावलेले प्रतिबल खाचेच्या बुडाशी केंद्रित होते व (२) खाचेच्या बुडाशी थोड्या आतल्या जागी त्रिअक्षीय ताण निर्माण होतो. त्यामुळे कमाल कर्तन प्रतिबल कमी मिळते आणि ठिसूळ भंगाची प्रवृत्ती वाढते. त्रिअक्षीय ताण निर्मिण्यासाठीच आघात परीक्षेत खाच वापरतात.

शरण बिंदू : नरम पोलदात शरण सुरू होण्यास जे प्रतिबल लागते त्यास ऊर्ध्व शरण (आ. १ च्या आलेख १ मधील बिंदू श_१) प्रतिबल म्हणतात. शरण एकदा सुरू झाल्यावर पुढे आकार्य प्रतिविकृती चालू ठेवण्यास प्रतिबल कमी लागते व ज्या वेळी प्रतिविकृती कठिनीकरण पुरेसे होते, त्या वेळी पुन्हा हे प्रतिबल वाढू लागते. त्या वेळच्या किमान प्रतिबलास अधःशरण (श_२) प्रतिबल म्हणतात व ह्या दोन प्रतिबलांमधील झालेल्या वृद्धीस शरण बिंदू वृद्धी म्हणतात. ह्यामुळे नरम पोलादाच्या पृष्ठभागावर उंचसखलपणा येतो त्यास ल्यूडर्स पट्टे असे म्हणतात. नरम पोलादातील कार्बन अणू विस्थापनांखाली गोळा होतात (आ. ७ आ) कारण तेथे ते दुसरीकडच्यापेक्षा कमी ऊर्जा लागून सोईस्करपणे बसूशकतात. ह्या जमलेल्या कार्बन अणूंच्या वातावरणापासून (कॉट्रेल वातावरणापासून) विस्थापने हलविण्यास सुरुवातीस जास्त प्रतिबल लागते व त्यामुळे ऊर्ध्व शरण प्रतिबल मिळते. एकदा हलविल्यावर मग ती विस्थापने कमी प्रतिबलाने पुढे सरकू शकतात. ही क्रिया पुरेसे प्रतिविकृती कठिनीकरण होईपर्यंत चालते व नंतर प्रतिबल वाढवावे लागते. जर का प्रतिबल नंतर काढून घेतले व नमुन्यावर लगेच पुन्हा भार न लावता विश्रांती देऊन पुन्हा काही दिवसांनी भार दिला, तर त्या वेळेपर्यंत मागे टाकलेले कार्बन अणू पुन्हा विस्थापनांपाशी जमा होतात व पुन्हा बिंदू वृद्धी दिसते. या वेळी येणारे ऊर्ध्व शरण प्रतिबल हे पूर्वीच्यापेक्षा जास्त असते. नरम पोलादी पत्र्याला निरनिराळे आकार देण्यापूर्वी १ ते २% आकार्य प्रतिविकृती (टेंपर रोलींग) देतात व विस्थापने त्यामुळे कार्बन अणूपासून हलवितात व नंतर लगेच इच्छित आकारमानाच्या वस्तू करतात. ह्यामुळे पृष्ठभागावर वळ्या न येता तो गुळगुळीत राहतो.

आघात परीक्षा :या परीक्षेत एक वजनदार ठोकळा लावलेला लंबक ठराविक उंचीवरून सोडतात व तो इंग्रजी व्ही (V) सारखी खाच केलेल्या नमुन्यावर (आ. ८) खाचेच्या बाजूने आपटतात. त्यामुळे नमुन्याचा तुकडा मोडून लंबक पुढे जातो. जेव्हा ठोकळा वरून खाली सोडतात तेव्हा स्थितिज ऊर्जेचे गतिज ऊर्जेत रूपांतर होते व जास्तीत जास्त १६ किग्रॅ.-मी. गतिज ऊर्जा निर्माण होते. लंबकाची यातील काही ऊर्जा नमुन्याच्या भंगासाठी खर्च होते व त्यामुळेच तितक्या प्रमाणात लंबकाची पुढील (वर जाणारी) चाल कमी होते म्हणजेच काही ऊर्जेचा व्यय होतो. एकंदर निर्माण झालेली गतिज ऊर्जा व ऊर्जेचा व्यय यांवरून भंगास लागणारी ऊर्जा काढता येथे. हा नमुना शेगड्यामध्ये खाचेच्या लगोलग खालच्या बाजूस पकडतात व त्यावर लंबक येऊन आपटतो. यास आयझॉड परीक्षा म्हणतात. दुसरी एक चार्पी नावाची आघात परीक्षा पद्धती आहे (आ. १०) . या पद्धतीत नमुना दोन कडांवर ठेवून लंबक खाचेच्या विरुद्ध बाजूने त्यावर ३० किग्रॅ.-मी. ऊर्जेने आपटतो. आयझॉड परीक्षेप्रमाणे V सारखी खाच करून चार्पी पद्धताने ही परीक्षा करतात. चार्पी पद्धतीने निरनिराळ्या तापमानांस नमुना तापवून अगर थंड करून लगेच आघात परीक्षा करणे सोपे असते. ह्या परीक्षेवरून चीरवृद्धीस होणारा धातूचा रोध समजतो व औष्णिक संस्कार वगैरेंचे आघात परीक्षेवरील परिणाम कळतात.

चिरेच्या टोकांशी प्रतिविकृति-दर बराच मोठा असतो. खाचेने त्रिअक्षीय प्रतिबल निर्माण होऊन धातूत ठिसूळ भंगाची प्रवृती वाढते. आघात परीक्षेची अपेक्षित ऊर्जा ही धातूप्रमाणे बदलते. चीरवृद्धीस लागणारे प्रतिबल ब = (ई प / क )^१/२ ह्या ग्रिफिथ यांच्या समीकरणावरून समजते. येथे ई हा प्रत्यास्थता मापांक, प ही चिरेची पृष्ठ ऊर्जा, क ही चिरेची लांबी अगर अंत:चिरेची अर्धी लांबी होय. खाचेचा परिणाम तन्य धातूवर कमी होतो. सर्व बाजूंवर खाचा करून ताण अगर शिणवटा परीक्षाही करतात. खाचेमुळे झालेली ताण अगर शिणवटा सामर्थ्यातील घट काढतात.

संक्रमण-तापमान : निरनिराळ्या तापमानांस आघात परीक्षा केली, तर एका विशिष्ट तापमानाच्या वर धातूचा तन्य भंग होतो व त्याखाली ठिसूळ भंग होतो. ह्या तापमानास अगर त्याच्या व्याप्तीस भंग संक्रमण तापमान (आ. ११) म्हणतात. उतरत्या तापमानात शरणास लागणारे प्रतिबल वाढत जाते. पण भंगास लागणारे प्रतीबल फारसे वाढत नाही (आ. १२). त्यामुळे जेथे शरण व भंग प्रतिबले छेदतात त्या बिंदूखालच्या (त खालच्या) तापमानास भंग प्रतिबल शरण प्रतिबलापेक्षा कमी असल्याने ठिसूळ भंग होतो. ह्या बिंदूच्या वरच्या तापमानास याउलट स्थिती असते. शरीरकेंद्रित घनीय स्फटिकी धातू व पिअरलाइटयुक्त पोलाद यांमध्ये संक्रमण तापमान आढळते. पृष्ठकेंद्रित घनीय स्फटिकी धातूंत ते आढळत नाही व या धातू कमी तापमानास सुद्धा तंतुक्षम असतात. सूक्ष्म कणांच्या धातूत, कमी कार्बन असलेल्या व जास्त निकेल, मँगॅनीज असलेल्या पोलादात (तसेच पीळणात) संक्रमण तापमान कमी असते. भंगाची प्रवृत्ती उतरत्या तापमानाप्रमाणेच वाढत्या त्रिअक्षीयतेबरोबर व वाढत्या प्रतिविकृती वेगाबरोबर वाढते. 

उत्तर व दक्षिण ध्रुवांजवळील भागातून जाणारी जहाजे, कॅनेडियन पूल इत्यादींचे भंग संक्रमण तापमान त्यांच्या सेवेच्या तापमानापेक्षा जास्त असल्याने – ४०^° से. तापमानाच्या वातावरणात ती एकाएकी भंग पावली. सेवेचे तापमान हे तिच्या धातूच्या संक्रमण तापमानापेक्षा जास्त असावे  लागते. विमानातून जाताना सु. ९,००० मी. उंचीवर वातावरणाचा क्षोभ सीमा हा भाग लागतो. या भागात उंची नुसार तापमानात होणाऱ्या बदलाचा दर शून्य असतो. अत्यंत थंड वातावरणासाठी अगंज (स्टेनलेस) पोलाद, ॲल्युमिनियम, ताम्र प्रधान धातू आणि पृष्ठकेंद्रित घनीय संरचना असलेल्या धातू वापराव्या लागतात. हिमालयातील हिममय प्रदेशातील अतिथंड वातावरणात मिश्रधातूंच्या भंग संक्रमण तापमानाकडे जास्त लक्ष द्यावे लागते.

शिणवटा : धातूमध्ये प्रत्यावर्ती (उलटसुलट दिशेने लावलेल्या) भारामुळे हळूहळू झालेला सामर्थ्य ऱ्हास म्हणजेच शिणवटा होय. या ऱ्हासामुळे शेवटी शिणवटा भंग होतो. शिणवटा परीक्षा अनेक तऱ्हांनी करतात. त्यांपैकी ताण-संपीडन, प्रत्यावर्ती पीडन अगर नमन (वाकविणे) ह्या प्रमुख पद्धती (आ. १३) आहेत. त्यांत सरासरी प्रतिबल साधारणपणे शून्य असते. विद्युत चलित्राच्या (मोटरीच्या) दंडास नमुना जोडून त्याच्या दुसऱ्या टोकास अधांतरी धारव्यावर (बेअरिंगावर) वजन लावून ही परीक्षा करता येते. अनेक नमुन्यांस निरनिराळी वजने लावून ते तुटेपर्यंत अगर आवर्तनांची (फेऱ्यांची) संख्या विशिष्ट होईपर्यंत (पोलादासाठी साधारणात: १०^७) ही परीक्षा करतात आणि प्रतिबल विरुद्ध लॉग आवर्तन असा आलेख काढतान (आ. १४) त्यात शिणवटा सामर्थ्य हे विशिष्ट भार आवर्तनानंतर (च_१) शिणवटा भंग होण्यास लागणारे प्रत्यावर्ती प्रतिबल (ब_२) होय. अनंत आवर्तने झाल्यानंतरही लावलेल्या प्रत्यावर्ती प्रतिबलाने जर नमुन्याचा भंग झाला नाही, तर त्या प्रत्यावर्ती प्रतिबलास शिणवटा सीमा (ब_२) असे म्हणतात व ती पोलादात (जवळजवळ १०^८ आवर्तनांना) आढळते. लोही धातूंत ही शिणवटा सीमा आढळते परंतु लोहेतर धांतूत ती आढळत नाही.

शिणवटा चीर ही पृष्ठभागावरील एखाद्या अनुकूल ठिकाणी बहुतांशी सुरू होते. ती प्रतिबल आवर्तनांबरोबर वाढत जाते. चिरेचे पृष्ठभाग एकमेकांस घासत जाऊन चीर पुरेशी वाढल्यावर नमुन्याचा राहिलेला भेगरहित अनुप्रस्थ (आडवा) छेद लादलेले प्रतिबलसुद्धा पेलण्यास असमर्थ होतो आणि नमुना ठिसूळ भंगाप्रमाणे मोडतो. भंगाचा हा भाग कणीदार व खडबडीत असतो. अशा तऱ्हेने शिणवटा भंगात (१) शिणवट्याच्या लहरींनी युक्त आणि गुळगुळीत व तकतकीत भाग आणि (२) ताण प्रकारचा कणीदार व खडबडीत असे दोन विभाग दिसतात (आ. १५). शिणवटा सामर्थ्य हे साधारणतः ताण सामर्थ्याच्या ५०% असते.

शिणवटा सामर्थ्य पृष्ठभागावर संपीडक प्रतिबल निर्मिल्याने, पृष्ठलाटणाने, गोलिका प्रहाराने (ताडनाने), कार्बनीकरणाने, नायट्राइडीकरणाने वाढते. खडबडीत पृष्ठभाग, संक्षारण, चरे अगर उर्वरित ताण प्रतिबल पृष्ठभागावर असल्यास शिणवटा सामर्थ्य कमी होते. शिणवटा भंग जेथे सुरू होतो तेथील धातूची स्थानिक रचना व स्थिती महत्त्वाची असते. अनेक नमुन्यांच्या शिणवटा सामर्थ्याची मूल्ये सांख्यिकीय नियमानुसार पसरलेली आढळतात. प्रतिबल हळूहळू वाढविल्यास शिणवटा सामर्थ्य वाढते. खाच असलेल्या नमुन्याची पण शिणवटा परीक्षा करतात. खाच असताना मिळणाऱ्या शिणवटा सामर्थ्याने खाच रहित नमुन्याच्या शिणवटा सामर्थ्यास भागून प्रायोगिक प्रतिबल केंद्रीभवन गुणांक य_फ काढतात. खाचेमुळे होणारी शिणवटा संवेदनाक्षमता दुसऱ्या एका गुणांकाने दर्शवितात. तो गुणांक क = (य_फ – १)÷ (य_स – १) असा आहे. येथे य_स हा सैद्धांतिक प्रतिबल प्रत्यास्थी केंद्रीभवन गुणांक होय.

सरासरी प्रतिबलाच्या वाढीने प्रत्यावर्ती प्रतिबलाच्या मर्यादा कमी होतात. शिणवट्यामध्ये पृष्ठभागावर अंतर्वेशन (आतमध्ये घुसणे) व बहिःसारण (बाहेर ढकलले जाणे) या क्रिया होतात (आ. १६). त्यामुळे पृष्ठभागावर खाच असल्यासारखा परिणाम होतो. थांबून थांबून केलेल्या परीक्षेचा अगर प्रतिबलाच्या पुनरावृत्तीचा म्हणण्यासारखा परिणाम होत नाही [→ धातूंचा शिणवटा] .

पीडन किंवा पीळण परीक्षा: ह्या परीक्षेमध्ये नमुना योग्य तऱ्हेने पकडतात व एक बाजू परिबलाने पिरगळतात. पिरगळण्याचा एकूण कोन मोजतात. दांड्यासारख्या नमुन्यात कमी केलेल्या भागाचा व्यास व लांबी यांचे प्रमाण आकार्य प्रतिविकृती अभ्यासण्यास साधारण १ : २ असे असते. नळीसारख्या नमुन्यात व्यास व नळीची जाडी यांचे प्रमाण साधारणात: २० : १ ठेवतात. नळीला बाक येऊ नये म्हणूनही काळजी घेतात. इतर भारांप्रमाणे कर्तनामध्ये, कर्तन प्रतिबल = कर्तन प्रत्यास्थता मापांक X कर्तन प्रतिविकृती, असे सरळ रेषेचे समीकरण असते. टोक पिरगळण्याच्या कोनाच्या अंशांना लांबीने व ५७·३ ने भागून पिरगळण्याचा कोन (प) अरीयमानामध्ये [→ कोन] काढतात आणि परिबल विरुद्ध हा कोन (प) यांचा आलेख काढतात. कर्तन प्रतिबल विरुद्ध पीडन प्रतिविकृती

(क्ष = नमुन्याची त्रिज्या X प) असा आलेख पातळ पत्र्यांच्या नळीसाठी काढतात. मागे सांगितल्याप्रमाणे पीडनामध्ये कर्तन प्रतिबल साध्या ताणापेक्षा जास्त असते व तंतुक्षम वर्तन जास्त दिसते.

कठिनता परीक्षा : ह्या परीक्षेत एका मजबूत स्तंभाच्या खालच्या टोकावर कठीण केलेली व निश्चित व्यास असलेली मिश्रपोलादी गोळी (१, २, ५ किंवा १० मिमी. व्यासाची), प्रसूचीच्या (पिरॅमिडाच्या) आकाराचा हिरा (पैलूदार हिरकणी) वा हिऱ्याचा शंकू वापरून (आ. १७) विशिष्ट भागाखाली नमुन्यामध्ये खळगी (ठसा) उत्पन्न करतात व त्या खळगीची मापे घेतात. ह्या परीक्षेसाठी खळगी करण्यापूर्वी तेथील पृष्ठभाग घासून सपाट व गुळगुळीत करतात. खळगीची जरूर ती मापे घेतल्यावर कोष्टकात दिल्याप्रमाणे कठिनता अंक काढतात.

व्हिकर्झ व ब्रिनेल परीक्षेत कठिनता अंक हा लावलेल्या वजनास खळगीच्या स्पर्शीय क्षेत्रफळाने भागून काढतात व त्याचे परिमाण दाब (किग्रॅ.) असते. नूप परीक्षेत मात्र खळगीचे क्षैतिज क्षेपित क्षेत्रफळ घेतात. प्रसूचीच्या निरनिराळ्या भारास मिळणाऱ्या खळग्या भूमितीय दृष्ट्या समान असल्याने व्हिकर्झ कठिनता अंक लावलेल्या भारावर अवलंबून नसतो. ब्रिनेल कठिनता अंक मात्र लावलेल्या भारावर अवलंबून असतो. कारण यातील गोलाकार खळगी भूमितीय समानता नसते व त्यामुळे गोलाकार खळगीखाली प्रतिविकृती ठिकठिकाणी समान नसते. शोअर स्क्लेरोस्कोप परीक्षेत नरम धातूत खळगी उत्पन्न करण्यात आघाती ऊर्जेचा काही भाग खर्च होऊन परतीची उंची कमी मिळते. रॉकवेल परीक्षेत नरम धातूत खळगी पाडणारा घटक जास्त खोली जातो व खळगीची जास्त खोली म्हणजे रॉकवेल अंक कमी धरतात. शोअर स्क्लेरोस्कोप परीक्षा ही १० ते ५० टनी लाटणी (रोलर्स)व फार मोठी ओतिवे यांवर सुलभतेने करता येते. या कठिनता परीक्षांमुळे पृष्ठभागावर फार मोठी खूण होत नसल्याने पदार्थ (वस्तू, यंत्रभाग इ.) स्वीकारार्ह राहतात. या परीक्षा जलद, अल्प खर्चात व नमुना न मोडता करता येतात. बाकीच्या यांत्रिक गुणधर्मांच्या परीक्षा नाशकारक असतात. औष्णिक संस्करण,कठिनीकरण वगैरे धातूंवरील परिणाम ओळखण्यासाठी या परीक्षा कारखान्यांत व प्रयोगशाळांत वापरतात. या परीक्षा अंतर्गमनास अगर आकार्य विरूपणास होणाऱ्या धातूच्या  प्रतिरोधाच्या द्योतक असतात [→ कठिनता].

विसर्पण : हे थोड्याशा प्रतिबलाने दीर्घकालात होणारे मंद आकार्य विरूपण होय. उच्च तापमानात याला महत्व येते. स्थिर तापमानास विशिष्ट काळात विशिष्ट विसर्पण होण्यास लागणारे प्रतिबल म्हणजे विसर्पण सामर्थ्य होय. वायू टरबाइन, अतिदाबाच्या वाफेचे नळ, अणुभट्ट्या ह्यांमध्ये ही राशी महत्त्वाची असते. स्थिरतापमानास विशिष्ट काळात भंग करण्यास लागणाऱ्या प्रतिबलास विशिष्ट काल प्रतिबल भंग परीक्षा म्हणतात. विसर्पण परीक्षेस दीर्घकाल लागत असल्याने नवीन उच्च तापमानात वापरावयाच्या मिश्रधातू ह्या विशिष्ट काल प्रतिबल भंग परीक्षेने तपासतात व त्यातून चांगल्या ठरलेल्या मिश्रधातू विसर्पण परीक्षेकरिता घेतात.

विसर्पण हे विस्थापनांच्या रिक्तिका (रिकाम्या जागा) व कण सीमा यांच्या सरकण्याने, अडथळे ओलांडण्याकरिता होणाऱ्या विस्थापनांच्या आरोहणांनी (आ. १८) व अनुप्रस्थ कर्तनाने होते. उच्च तापमानास आणि कमी प्रतिबलास कणसीमांचेसरकणे जास्त असते. सूक्ष्मकणी धातूत उच्च तापमानास विसर्पण जास्त होते कारण कणसीमांतर्गत क्षेत्रफळ त्यात जास्त असते.

नमुन्यास स्थिर भार (स्थिर प्रतिबल) लावून एका विशिष्ट तापमानास कालाबरोबर होणारी लांबीची वाढ या परीक्षेत मोजतात आणि लांबीची वाढ व काल यांचा आलेख काढतात (आ. १९). तसेच निरनिराळ्या तापमानांस, निरनिराळ्या भारांस ही परीक्षा करतात. ह्या आलेखाचे सुरुवातीचे प्रतिबल लावताच होणारे विरुपण (मोठा भाग प्रत्यास्थ वाढ) सोडून तीन विभाग पडतात. पहिल्या विभागास प्राथमिक विसर्पण, दुसऱ्यास माध्यामिक अगर द्वितीय आणि तिसऱ्यास तृतीय विसर्पण म्हणतात. प्राथमिक विसर्पण घटत्या वेगाने, द्वितीयातील स्थिर वेगाने व तृतीयातील वाढत्या वेगाने होते. प्राथमिक विसर्पणाची स्थिती अल्पकालिक असते. यास बीटा अगर अँड्रेड विसर्पण म्हणतात. ह्यात अनुप्रस्थ कर्तनाने पुनर्लाभ होतो पण प्रतिविकृती कठिनीकरणापेक्षा तो कमी असतो. दुसऱ्या प्रकारचे एक अल्पकालिक विरूपण ह्यापेक्षा कमी तापमानास आणि प्रतिबलास होते. यात पुनर्लाभ होत नाही व विस्थापनांना ओलांडण्यासारखे अडथळे संपत आल्याने यात घटत्या वेगाने विसर्पण होते. काच, तांबे वगैरेंत हे आढळते. द्वितीय अथवा माध्यमिक विसर्पणात विस्थापनाच्या आरोहणाने पुनर्लाभ होतो व तो प्रतिविकृतीने होणाऱ्या कठिनीकरणाने बरोबर होतो. द्वितीय विभागात उपकण बनतात, तृतीय विभागात पुनर्लाभाचा वेग कठिनीकरणापेक्षा जास्त असतो व कणसीमेवर सूक्ष्म छिद्रे बनून अगर तीन कणसीमांच्या संगमावर चीर पडून भंगास प्रारंभ होतो. विस्थापनांची आरोहणे व अनुप्रस्थ कर्तन कमी असेल, तर विसर्पण कमी होते. अशा मिश्रधातूत आधार द्रव्यांशी अंतर्पृष्ठीय ऊर्जा कमी असलेले अवक्षेप असतात.

आंतरिक घर्षण :या घर्षणामुळे धातूंच्या कंपनांच्या यांत्रिक ऊर्जेचे उष्णतेत रूपांतर होते व या कंपनांचे दमन करण्याच्या क्षमतेस कंपदमनक्षमता अगर आंतरिक घर्षण म्हणतात. एंजिने, लेथ वगैरे यंत्रांमध्ये जास्त कंपदमनक्षमतेच्या धातू व पदार्थ लागतात. असे पदार्थ म्हणजे करडे (ग्रे) बीड, रबर, लाकूड, प्लॅस्टिक, मॅग्नेशियम मिश्रधातू व तांबे-मँगॅनीज होत. कंपदमनक्षमता अनेक प्रकारे मोजतात. त्यांपैकीकाही पद्धती पुढीलप्रमाणे आहेत : (१) प्रतिबल व तन्निर्मित प्रतिविकृती यांच्यातील कलांतर (स्थितींमधील फरक) मोजतात. (२) एका दांड्यास पिळाची आंदोलनांचे देऊन (न) आणि (न + १) ह्या आंदोलनांचे परमप्रसर (स्थिर स्थितीपासून झालेले कमाल स्थानांतरण) प_न + प_न+१ मोजतात आणि ड = लॉग_e प_न / प_न+१ काढतात. (३) एका आंदोलनात नाहीशा झालेल्या ऊर्जेचे त्या आंदोलनाच्या प्रारंभीच्या ऊर्जेशी प्रमाण काढून त्याच्या निम्मे घेतात. यंत्रभागावर लादलेल्या कंपनांची कंप्रता (एका सेकंदात होणाऱ्या कंपनांची संख्या) त्या भागाच्या स्वाभाविक संप्रतेशी जुळणारी असल्यास त्या भागात त्या कंपनांचे अनुस्पंदन (परस्पर पूरक होऊन जोरदार कंपने निर्माण होणे) होते. प्रत्यक्ष वापरात अशी शक्यता असल्यास आकारमान अगर रचना बदलतात. कंपदमनाने भाग गरम होण्याची शक्यता असते. धातूपेक्षा प्लॅस्टिकमध्ये कंपदमनक्षमता जास्त असते. जे परिणाम परमप्रसारावर अवलंबून नसतात, त्यांना विषम प्रत्यास्थी परिणाम म्हणतात. आंतरिक घर्षणाचा उपयोग आतल्या स्फटिकांची व कणांची विद्राव्यात (विरघळण्याची क्षमता), कणसीमा, अनुशीतन ठिसूळपणा यांच्या अभ्यासात होतो.

शेष प्रतिबले : असमान आकार्य प्रतिविकृतीने, असमान थंड होण्याने व स्फटिक रूपांतराने ही शेष प्रतिबले निर्माण होतात. ती ओतीवात, वितळजोडात (वेल्डिंगमध्ये), स्फाटिक रूपांतरात, दोन  निरनिराळ्या धातूंच्या जोडकामात, एकदम थंड केलेल्या वस्तूत, ठोकून घडविलेल्या वस्तूत, तापवून दांड्यावर आकुंचनाने बसविलेल्या नळीत वगैरेंत आढळतात. ती तोफा, पीडन दांडा, दाबपात्र, पूर्वप्रतिबलित काँक्रीट, तापवून आकूंचनाने बसविलेल्या कड्याच्या आतील मुद्रा (डाय) अगर नळी यांमध्ये फायद्याची असतात. कारण त्यांची जागा व दिशा सेवा प्रतिबलविरुद्ध योग्य ठिकाणी असतात. गोलीका प्रहाराने व पृष्ठलाटणाने उत्पन्न झालेल्या शेष प्रतिबलाने शिणवटा सीमा वाढते, हे मागे सांगितलेच आहे. शेष प्रतिबलाने गंज भंग, अनुशीतित धातूतील अग्निचिरा, डाखातील चिरा, एकदम थंड करण्यामुळे निर्माण होणाऱ्या चिरा वगैरे दोष उत्पन्न होतात. त्याचप्रमाणे वितळ जोडातील, बाष्पित्रातील (बॉयलरामधील), काडतुसाच्या पितळेमधील, संघनकाच्या (वाफ द्रवीकरण करणाऱ्या साधनाच्या) पितळी नळ्यांतील व ओतीवातील शेष प्रतिबले हानिकारक ठरतात. शेष प्रतिबले निरनिराळ्या पद्धतींनी नाहीशी करता येतात. त्यांपैकी काही महत्त्वाच्या पद्धती पुढे दिल्या आहे : (१) जी. झाक्स यांच्या पद्धतीने एका मागून एक धातूंचे पातळ थर यंत्राने रंधून प्रत्येक वेळी वस्तूच्या मापात होणारा फरक मोजतात. (२) दांड्याच्या लांबीच्या मधोमध उभा छेद घेऊन झालेल्या दोन तुकड्यांची विरूपता मोजतात. (३) कडे एका ठिकाणी कापून झालेली विरूपता मोजतात. (४) विशिष्ट तऱ्हेने क्ष-किरण टाकून वस्तूच्या पृष्ठभागावर जरूर त्या ठिकाणी क्ष-किरण विवर्तन चित्रे [→ क्ष-किरण] घेतात. (५) वितळजोडाच्या नमुन्यात भोक पाडून मूळ लांबीतील बदल मोजतात अगर विद्युत् प्रतिविकृतिमापक लावून त्याच्या रोधातील फरक मोजतात. (६) पृष्ठभागावर एकमेकींस छेदणाऱ्या समांतर रेषा काढून वस्तूचे भाग पाडतात व त्यामुळे त्यांच्यात झालेला फरक मोजतात. ही शेष प्रतिबले योग्य अनुशीतनाने अगर विशिष्ट प्रतिविकृती देऊन कमी करता येतात.

पहा :  धातूंचा शिणवटा पदार्थांचे बल स्थितिस्थापकता.

संदर्भ : 1. Dieter, G. E. Mechanical Metallurgy, New York, 1961.

            2. McLean, D. Mechanical Properties of Metals, New York, 1962.

            3. Reed-Hill, R. E. Physical Metallurgy Principles, New York, 1964.

            4. Richards, C. W. Engineering Materials Science, New York, 1963.

            5. Tweeddale, J. G. The Mechanical Properties of Metals, London, 1964.

देशपांडे, र. चिं.

“