Home » විශේෂාංග » ඉංජිනේරු තාක්‍ෂණය » වානේ (steel) සහ වානේ වර්ගීකරණය

වානේ (steel) සහ වානේ වර්ගීකරණය

අපගේ ජීවිතයේදී අපි නිරතුරුව වානේ භාණ්ඩ භාවිතා කරනවා. අපගේ නිවසේ ඇති වානේ භාණ්ඩ ගැන අවධානය යොමු කලොත්, ජනේල වල ඇති ග්‍රිල්, ගේට්ටුව, හිරමණ තලය, උදැල්ල, පොරව යනාදිය වානේ භාණ්ඩ වලට උදාහරණ කිහිපයකි. මුළුතැන් ගෙයි භාවිතා කරන බොහොමයක් පිහි දැන් මල නොකන වානේ වලින් නිපදවූ ඒවා. මල නොකන වානේ යනු විශේෂ වානේ වර්ගයක්. ඒ ගැන මේ ලිපියෙන් සාකච්ඡා කරන්නේ නැහැ.

නිවසින් පරිබාහිරව ඇති වානේ නිෂ්පාදන ගැන අවධානය යොමු කලොත්, දුම්රිය මාර්ග සහ දුම්රියේ බොහොමයක් කොටස්, වාහන, ඉදිකිරීම් කර්මාන්තය සඳහා භාවිතා කරන කම්බි (කොන්ක්‍රීට් දැමීමට වැනි දේ සදහා), කර්මාන්ත ශාලා වැනි ගොඩනැගිලි වල වහල වල කාප්ප (truss) ආදිය වානේ වල විවිධ භාවිතාවන් කිහිපයකි.

ඉතා විශාල භාවිතයක් ඇති වානේ පිළිබඳව කෙටි තාක්‍ෂණික විග්‍රහයක් මෙම ලිපියෙන් ඉදිරිපත් කෙරෙයි.

බොහෝ දෙනෙක් වානේ යන නම වෙනුවට යකඩ යන නාමය භාවිතා කලත් එය සම්පුර්ණයෙන්ම වැරදි භාවිතාවක්. යකඩ හෙවත් අයන් (iron) යනු වානේ සැදීමට ගන්නා ප්‍රධානතම මුලද්‍රව්‍යය වුනත් වානේ වලට යකඩ යන නම යෙදීම නම් නිවැරදි නැහැ. (අවර්තිතා වගුවේ Fe ලෙසින් නම් කර තිබෙන්නේ යකඩ හෙවත් අයන් යන මුලද්‍රව්‍යයයි.)

වානේ යනු ප්‍රධාන වශයෙන් යකඩ සහ කාබන් එකතු කොට තැනූ මිශ්‍ර ලෝහයකි (alloy). විවිධ සුවිශේෂී ගති ලක්ෂණ ලබා ගැනීම සඳහා (උදා: මල නොකන වානේ තැනීම වැනි) ක්‍රෝමියම්, නිකල්, කොබෝල්ට්, මැන්ගනීස්, තඹ වැනි වෙනත් මුලද්‍රව්‍යයන් එක් කලද වානේ වර්ග කිරීම සඳහා භාවිතා කරන්නේ එහි කාබන් ප්‍රතිශතයයි. එබැවින්, වානේ යනු කාබන් සහ යකඩ මූලික වූ මිශ්‍ර ලෝහයක් ලෙස සැලකීමේ කිසිදු වරදක් නැත. මීළඟ ගැටලුව වන්නේ, යකඩ වලට කාබන් එකතු කරන්නේ ඇයිද යන්නයි.

steel_rods

ඉදිකිරීම් කටයුතු සඳහා භාවිතා කරන වානේ කම්බි (මෘදු වානේ වලින් තනා ඇත)

අපිට තරමක් දැඩි යමක් හමු වූ විට “හරියට යකඩ වගේ” කියා කීමට පුරුදු වී සිටියත් සුපිරිසිදු යකඩ ඉතා මෘදු ලෝහයකි. වානේ වලින් සාදන, ඉහත සඳහන් කල, කිසිදු දෙයක් සුපිරිසිදු යකඩ වලින් තැනිය නොහැක. එතරම්ම යකඩ මෘදු ලෝහයකි. යකඩ වල තිබෙන පරමාණුක ව්‍යුහය මෙයට හේතුවයි. නමුත්, යකඩ වලට කාබන් ස්වල්පයක් එකතු කළ විට, එක් කරන කාබන් ප්‍රමාණයට අනුව, යකඩ වල ඇති මෘදු බව හීනවී ගොස් එයට දැඩි බවක් ලැබෙයි. මේ නිසා, යකඩ මෘදු වුවත්, කාබන් සහ යකඩ වල මිශ්‍ර ලෝහයක් වන වානේ යකඩ මෙන් මෘදු නැත.

එදිනෙදා දකින වානේ විශේෂයන් හි කාබන් ප්‍රමාණය බර අනුව දළ වශයෙන් 0.05% සිට 2.5% අතර පවතී. එනම්, වානේ කිලෝග්‍රෑම් 1ක් ගතහොත් එයින් දළ වශයෙන් ග්‍රෑම් 0.5 සිට ග්‍රෑම් 25ක අතර ප්‍රමාණයක් කාබන් ඇත. වානේ වල ඇති කාබන් ප්‍රතිශතය මත එහි දැඩි බව, නම්‍යශීලි භාවය, සවිශක්තිමත් භාවය ආදී ගුණාංග රඳා පවතී. කාබන් ප්‍රතිශතය අනුව වානේ පහත පරිදි ප්‍රධාන කාණ්ඩ 4කට බෙදා වෙන් කරයි.

1. අඩු කාබන් වානේ (low carbon steel)
මෘදු වානේ හෙවත් මයිල්ඩ් ස්ටීල් (mild steel) යන නමද මේ සඳහා බහුලව භාවිතා කරයි. සාමාන්‍යයෙන් මෘදු වානේ වල කාබන් ප්‍රතිශතය, බර අනුව, 0.02% සිට 0.3% දක්වා අගයක පවතී.
නමේ පරිදිම, මෙම වානේ අනෙක් වානේ විශේෂ වලට වඩා මෘදු ගතියෙන් ඉහලය. කාබන් ප්‍රමාණය අඩු විට සුපිරිසිදු යකඩ වල ගුණ ඉස්මතු වීම මෙයට හේතුවයි. මෘදු මෙන්ම, අනෙක් වානේ විශේෂ වලට වඩා ශක්තිමත්බව අතින්ද අඩු ය. නමුත්, පහසුවෙන් නැමීමේ හැකියාව, පහසුවෙන් කැපීමේ හැකියාව, මෙන්ම මිලෙන්ද අඩු වීම යන කාරණා මත මෘදු වානේ ඉතා විශාල වශයෙන් භාවිතාවේ පවතී. අප නිවසේ දකින වානේ භාණ්ඩ වලින් ඇති බහුතරය නිපදවා තිබෙන්නේ මෙම මෘදු වානේ භාවිත කිරීමෙනි.

2. මාධ්‍ය කාබන් වානේ (medium carbon steel)
මෙහි කාබන් ප්‍රතිශතය දළ වශයෙන් 0.3% සිට 0.6% ක් පමණ පරාසයක පවතී. මෙය මෘදු වානේ වලට වඩා සවිමත් බවින් ඉහල අතර නම්‍යශීලි භාවය අඩුය. දුම්රිය පීලි තැනීමට, දැති රෝද (ගියර්) තැනීමට, වාහන වල දඟර කඳ (crank shaft) තැනීමට වැනි ශක්තිමත් බවේ අවශ්‍යතාවය ඉහල උපාංග තැනීමට මධ්‍ය කාබන් වානේ භාවිතා කරයි.

3. අධි කාබන් වානේ (high carbon steel)
මෙහි කාබන් ප්‍රතිශතය දළ වශයෙන් 0.9% සිට 2.5% දක්වා අගයක පවතී. අධික කාබන් ප්‍රමාණය නිසා මෙම වානේ විශේෂය දැඩි බැවින් ඉතා වැඩි අතර නම්‍යශීලී භාවය ඉතා අඩුය, එනම් නැවීම සඳහා බලයක් යෙදු විට නැමෙනවා වෙනුවට කැඩී යයි. ලෝහ සහ ලී කැපීම සඳහා භාවිතා කරන කැපුම් තල, විදුම් කටු (drill bits), pressing machine ආදී ශක්තිමත් භාවය ඉතාමත්ම අවශ්‍ය වන උපාංග සඳහා මේවා වැඩි වශයෙන් භාවිතා කරයි.

4. ඉතා අධි කාබන් වානේ (ultra high carbon steel)
කාබන් ප්‍රතිශතය 2.5% ට වැඩි (සහ 3% ට අඩු) වානේ මේ කාණ්ඩයට අයත් වේ. වාතු කටයුතු සඳහා භාවිතා කරන වාත්තු වානේ මේ කාණ්ඩයට අයත් ය. අධික කාබන් ප්‍රමාණය මෙහි දැඩි බව වැඩි කරන අතරම ඒ හා සමගාමිව භංගුරතාවය (brittleness) ද ඉතා ඉහල මට්ටමක පවතී.

ඉහත වර්ගීකරණයේ ඉදිරිපත් කර ඇති කාබන් ප්‍රතිශතයන් දළ අගයන් වන අතර විවිධ පොත පතෙහි මෙම අගයයන්හි සුළු පරස්පරතා දැකිය හැකිය. කෙසේ වෙතත් එවැනි පරස්පරතා වලින් එතරම් ගැටළුවක් මතු නොවේ. මක්නිසාද යත්, අප යම්කිසි කටයුත්තක් සඳහා වානේ මිලදී ගන්නා විට අඩු කාබන් වානේ හෝ මාධ්‍ය කාබන් වානේ, හෝ අධි කාබන් වානේ හෝ ලෙස වානේ තෝරා ගන්නේ නැත. වානේ සඳහා ජාත්‍යන්තරව පිළිගත් වර්ගීකරණයන් ඇති අතර මෙම වර්ගීකරණ වලට අනුව අංක වලින් වානේ වෙන්කර හඳුන්වයි. මෙම අංක වලින් හඳුවන වානේ වල ඇති සියලු සංඝටක ප්‍රමාණය නිවැරදිව ප්‍රමිතිකරණය කර ඇති අතර ඒවායේ ශක්තිමත් භාවය ආදිය පිළිබඳව ද ප්‍රමිතීන් ඇත. උදාහරණයක් ලෙස මෘදු වානේ ගතහොත්, මෘදු වානේ ද වර්ග ගණනාවක් ඇත. අපට අවශ්‍ය ශක්තිමත් භාවය, මිල ආදී කරුණු පදනම් කර ගෙන අපට වඩාත් උචිත වර්ගයේ වනේ තෝරා ගැනීම සිදු කළ යුතුය.

මෙම ලිපියෙන් වානේ පිළිබඳව මුලික අදහසක් ඔබට ලබා දීමට අරමුණු කළ අතර, ඔබගේ දැනුමට අලුතින් සුළු හෝ දෙයක් එකතු වන්නට ඇතැයි විශ්වාස කරමි.

[මෙම ලිපිය අනවසරයෙන් මුද්‍රිත හෝ විද්‍යුත් මාධ්‍ය වල පළකිරීම සපුරා තහනම් ය – ඔබට ඕනෑම තැනක මෙම ලිපිය සඳහා වෙබ් යොමුවක් (web link) පළකිරීමට කිසිදු බාධාවක් නැත.]

ඔබේ අදහස් කියන්න....
Author: vidulowin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *