गैलिंग: Difference between revisions
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गैलिंग पहनने का एक रूप है जो स्लाइडिंग सतहों के बीच आसंजन के कारण होता है। जब कोई सामग्री गल जाती है, तो उसमें से कुछ संपर्क सतह के साथ खींची जाती है, खासकर अगर सतहों को एक साथ संपीड़ित करने वाली बड़ी मात्रा में बल हो।[1] गैलिंग सतहों के बीच घर्षण और आसंजन के संयोजन के कारण होता है, जिसके बाद सतह के नीचे क्रिस्टल संरचना फिसल जाती है और फट जाती है।[2] यह आम तौर पर कुछ सामग्री को अटका हुआ या यहां तक कि घर्षण वेल्डिंग को आसन्न सतह पर छोड़ देगा, जबकि पित्त सामग्री इसकी सतह पर चिपकी हुई या फटी हुई गांठ से घिरी हुई दिखाई दे सकती है।
गैलिंग आमतौर पर धातु की सतहों में पाया जाता है जो एक दूसरे के संपर्क में फिसलने में होती हैं। यह विशेष रूप से आम है जहां सतहों के बीच अपर्याप्त स्नेहन होता है। हालाँकि, कुछ धातुएँ आमतौर पर अपने क्रिस्टल की परमाणु संरचना के कारण, पित्त के लिए अधिक प्रवण होती हैं। उदाहरण के लिए, अल्युमीनियम एक ऐसी धातु है जो बहुत आसानी से पिट जाएगी, जबकि एनीलेड (मुलायम) इस्पात गैलिंग के लिए थोड़ा अधिक प्रतिरोधी है। स्टील जो पूरी तरह से कठोर होता है, गैलिंग के लिए बहुत प्रतिरोधी होता है।
अधिकांश अनुप्रयोगों में गैलिंग एक आम समस्या है जहां धातुएं अन्य धातुओं के संपर्क में आती हैं। यह इस बात की परवाह किए बिना हो सकता है कि धातुएँ समान हैं या भिन्न हैं। पीतल और कांस्य जैसे मिश्र धातुओं को अक्सर असर (मैकेनिकल), बुशिंग (असर), और अन्य स्लाइडिंग अनुप्रयोगों के लिए चुना जाता है क्योंकि गैलिंग के प्रतिरोध के साथ-साथ घर्षण (मैकेनिकल) के अन्य रूप भी होते हैं।
परिचय
गैलिंग चिपकने वाला पहनावा है जो अनुप्रस्थ गति (स्लाइडिंग) के दौरान धातु की सतहों के बीच सामग्री के सूक्ष्म हस्तांतरण के कारण होता है। यह अक्सर तब होता है जब धातु की सतह संपर्क में होती है, एक दूसरे के खिलाफ फिसलती है, विशेष रूप से खराब स्नेहन के साथ। यह अक्सर उच्च-लोड, कम-गति वाले अनुप्रयोगों में होता है, हालांकि यह बहुत कम भार वाले उच्च-गति वाले अनुप्रयोगों में भी हो सकता है। शीट मेटल फॉर्मिंग, इंजनों में बेयरिंग और पिस्टन, हायड्रॉलिक सिलेंडर, मोटर चालित पानी ्स और कई अन्य औद्योगिक कार्यों में गैलिंग एक आम समस्या है। गैलिंग गॉजिंग या स्क्रैचिंग से अलग है क्योंकि इसमें सामग्री का दृश्य हस्तांतरण शामिल होता है क्योंकि यह एक सतह से चिपकने वाला (स्पॉलिंग) होता है, जिससे यह एक उभरी हुई गांठ (पित्त) के रूप में दूसरे से चिपक जाता है। पहनने के अन्य रूपों के विपरीत, गैलिंग आमतौर पर एक क्रमिक प्रक्रिया नहीं होती है, लेकिन जल्दी से होती है और तेजी से फैलती है क्योंकि उठी हुई गांठ अधिक पित्त को प्रेरित करती है। यह अक्सर शिकंजा और बोल्ट में हो सकता है, जिससे धागे फास्टनर या छेद से मुक्त हो जाते हैं और फट जाते हैं। अत्यधिक मामलों में, बोल्ट थ्रेड्स को अलग किए बिना जब्त कर सकता है, जिससे फास्टनर, टूल या दोनों टूट सकते हैं। कठोर स्टील के थ्रेडेड आवेषण अक्सर एल्यूमीनियम या स्टेनलेस स्टील जैसी धातुओं में उपयोग किए जाते हैं जो आसानी से पित्त कर सकते हैं।[3] गैलिंग के लिए अधिकांश धातुओं में दो गुणों की आवश्यकता होती है, धात्विक बंधन के माध्यम से सामंजस्य | धात्विक-बंध आकर्षण और प्लास्टिसिटी (भौतिकी) (बिना टूटे विकृत करने की क्षमता)। किसी पदार्थ की पित्त की प्रवृत्ति सामग्री की नमनीयता से प्रभावित होती है। आमतौर पर, कठोरता वाली सामग्री पित्त के प्रति अधिक प्रतिरोधी होती है, जबकि एक ही प्रकार की नरम सामग्री अधिक आसानी से पित्त करेगी। पित्त के लिए एक सामग्री की प्रवृत्ति भी परमाणुओं की विशिष्ट व्यवस्था से प्रभावित होती है, क्योंकि क्रिस्टल एक चेहरा-केंद्रित क्यूबिक (एफसीसी) जाली में व्यवस्थित होते हैं, आमतौर पर शरीर-केंद्रित क्यूबिक (बीसीसी) की तुलना में सामग्री-स्थानांतरण की अधिक डिग्री की अनुमति देते हैं। . इसका कारण यह है कि एक फलक-केन्द्रित घन में क्रिस्टल जाली में विस्थापन उत्पन्न करने की प्रवृत्ति अधिक होती है, जो ऐसे दोष होते हैं जो जालक को स्थानांतरित करने या क्रॉस-स्लिप की अनुमति देते हैं, जिससे धातु में जलन होने का खतरा अधिक होता है। हालांकि, अगर धातु में स्टैकिंग दोषों की संख्या अधिक है (परमाणु विमानों के बीच स्टैकिंग अनुक्रम में अंतर), तो यह विस्थापन पर क्रॉस-स्लिप के लिए कम उपयुक्त होगा। इसलिए, गैलिंग के लिए सामग्री का प्रतिरोध मुख्य रूप से इसकी स्टैकिंग-गलती ऊर्जा द्वारा निर्धारित किया जाता है। उच्च ढेर-गलती ऊर्जा वाली सामग्री, जैसे कि एल्यूमीनियम या टाइटेनियम, तांबे, कांस्य, या सोने जैसी कम स्टैकिंग-फॉल्ट ऊर्जा वाली सामग्रियों की तुलना में गैलिंग के लिए अधिक संवेदनशील होगी। इसके विपरीत, एक हेक्सागोनल क्लोज पैक्ड (एचसीपी) संरचना और एक उच्च सी/ए अनुपात वाली सामग्री, जैसे कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु, गैलिंग के लिए बेहद प्रतिरोधी हैं।[4] गैलिंग शुरू में एक सूक्ष्म पैमाने पर अलग-अलग दानों से सामग्री हस्तांतरण के साथ होता है, जो आस-पास की सतह पर चिपक जाता है या यहां तक कि प्रसार हो जाता है। इस हस्तांतरण को बढ़ाया जा सकता है यदि एक या दोनों धातु घर्षण के उच्च गुणांक वाले हार्ड ऑक्साइड की पतली परत बनाते हैं, जैसे कि एल्यूमीनियम या स्टेनलेस स्टील पर पाए जाते हैं। जैसे ही गांठ बढ़ती है, यह आसन्न सामग्री के खिलाफ धक्का देती है, उन्हें अलग कर देती है और अधिकांश घर्षण ताप ऊर्जा को बहुत छोटे क्षेत्र में केंद्रित कर देती है। यह, बदले में, अधिक आसंजन और सामग्री निर्माण का कारण बनता है। स्थानीयकृत गर्मी पित्ती सतह की नमनीयता को बढ़ा देती है, धातु को तब तक विकृत करती है जब तक कि गांठ सतह से टूट न जाए और पित्ती सतह से बड़ी मात्रा में सामग्री की जुताई शुरू न कर दे। गैलिंग को रोकने के तरीकों में ग्रीस (स्नेहक) और तेल, कम-घर्षण कोटिंग्स और मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड या टाइटेनियम नाइट्राइड जैसी पतली फिल्म जमा जैसे स्नेहक का उपयोग शामिल है, और मामले को मजबूत बनाना और प्रेरण सख्त जैसी प्रक्रियाओं का उपयोग करके धातुओं की सतह की कठोरता को बढ़ाना शामिल है। .
तंत्र
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इंजीनियरिंग विज्ञान और अन्य तकनीकी पहलुओं में, गैलिंग शब्द व्यापक है। सामग्रियों के बीच संपर्क क्षेत्र में त्वरण के प्रभाव को गणितीय रूप से वर्णित किया गया है और गैलिंग घटना के अनुभवजन्य अवलोकन के दौरान पटरियों में पाए जाने वाले घर्षण तंत्र से संबंधित है। पिछली असंगत परिभाषाओं और परीक्षण विधियों के साथ समस्याओं के कारण, शामिल घर्षण तंत्र की अधिक समझ के साथ समन्वय में माप के बेहतर माध्यमों ने अधिक सामान्यीकृत उपयोग को सक्षम करने के लिए गैलिंग शब्द को मानकीकृत या फिर से परिभाषित करने का प्रयास किया है। एएसटीएम इंटरनेशनल ने एएसटीएम जी40 मानक में गैलिंग घटना के तकनीकी पहलू के लिए एक सामान्य परिभाषा तैयार और स्थापित की है: गैलिंग फिसलने वाले ठोस पदार्थों के बीच उत्पन्न होने वाली सतह की क्षति का एक रूप है, जो सूक्ष्म, आमतौर पर स्थानीयकृत, खुरदरापन और प्रोट्रूशियंस के निर्माण से अलग होता है (उदाहरण के लिए, गांठ) मूल सतह के ऊपर।[5] जब दो धात्विक सतहों को एक दूसरे के खिलाफ दबाया जाता है, तो प्रारंभिक संपर्क और संभोग बिंदु प्रत्येक सतह पर पाए जाने वाले एस्पेरिटी (भौतिक विज्ञान) या उच्च बिंदु होते हैं। यदि कोई अभिसरण संपर्क और सापेक्ष गति हो तो एक विषमता विरोधी सतह में प्रवेश कर सकती है। सतहों के बीच संपर्क घर्षण या प्लास्टिक विरूपण शुरू करता है और संपर्क क्षेत्र नामक एक छोटे से क्षेत्र में दबाव और ऊर्जा प्रेरित करता है।
दबाव में वृद्धि से विकृत क्षेत्र के भीतर ऊर्जा घनत्व और ऊष्मा का स्तर बढ़ जाता है। यह सतहों के बीच अधिक आसंजन की ओर जाता है, जो सामग्री हस्तांतरण, गैलिंग बिल्ड-अप, गांठ की वृद्धि और मूल सतह के ऊपर प्रोट्रूशियंस के निर्माण की शुरुआत करता है।
यदि गांठ (या एक सतह पर स्थानांतरित सामग्री का फलाव) कई माइक्रोमीटर की ऊंचाई तक बढ़ता है, तो यह विरोधी निष्क्रियता (रसायन विज्ञान) | सतह ऑक्साइड-परत में प्रवेश कर सकता है और अंतर्निहित सामग्री को नुकसान पहुंचा सकता है। गांठ के आस-पास के विकृत आयतन में पाए जाने वाले प्लास्टिक प्रवाह के लिए थोक सामग्री में क्षति एक पूर्वापेक्षा है। गांठ की ज्यामिति और गति परिभाषित करती है कि कैसे प्रवाहित सामग्री को गांठ के चारों ओर ले जाया जाएगा, त्वरित किया जाएगा और धीमा किया जाएगा। स्लाइडिंग के दौरान संपर्क दबाव, ऊर्जा घनत्व और विकसित तापमान को परिभाषित करते समय यह सामग्री प्रवाह महत्वपूर्ण है। बहने वाली सामग्री के त्वरण और मंदी का वर्णन करने वाले गणितीय कार्य को ज्यामितीय बाधाओं द्वारा परिभाषित किया जाता है, जो गांठ की सतह समोच्च द्वारा घटाया या दिया जाता है।
यदि सही स्थितियाँ पूरी होती हैं, जैसे गांठ की ज्यामितीय बाधाएँ, ऊर्जा का संचय सामग्री के संपर्क और प्लास्टिक व्यवहार में स्पष्ट परिवर्तन का कारण बन सकता है, आसंजन और आगे की गति के लिए आवश्यक घर्षण बल को बढ़ाता है।
फिसलने वाले घर्षण में, संपीडित तनाव में वृद्धि आनुपातिक रूप से संपर्क क्षेत्र के भीतर संभावित ऊर्जा और तापमान में वृद्धि के बराबर होती है। स्लाइडिंग के दौरान ऊर्जा संचय सतह सीमा पर एक छोटे सतह क्षेत्र के कारण संपर्क क्षेत्र से ऊर्जा हानि को कम कर सकता है, इस प्रकार, कम तापीय चालकता। एक अन्य कारण धातुओं में लगातार ऊर्जा का प्रवाह है, जो त्वरण और दबाव का एक उत्पाद है। सहयोग में, ये तंत्र निरंतर ऊर्जा संचय की अनुमति देते हैं, जिससे फिसलने के दौरान संपर्क क्षेत्र में ऊर्जा घनत्व और तापमान में वृद्धि होती है।
प्रक्रिया और संपर्क की तुलना शीत वेल्डिंग या घर्षण वेल्डिंग से की जा सकती है क्योंकि कोल्ड वेल्डिंग वास्तव में ठंडी नहीं होती है, और फ़्यूज़िंग पॉइंट संपर्क क्षेत्र में लागू दबाव और प्लास्टिक विरूपण से प्राप्त तापमान और ऊर्जा घनत्व में वृद्धि प्रदर्शित करते हैं।
घटना और स्थान
गैलिंग अक्सर धातु की सतहों के बीच पाया जाता है जहां सीधा संपर्क और सापेक्ष गति हुई है। धातु की चादर फॉर्मिंग, थ्रेड मैन्युफैक्चरिंग, और अन्य औद्योगिक संचालन में मूविंग पार्ट्स, या स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, और अन्य धातुओं से बनी संपर्क सतहें शामिल हो सकती हैं, जिनके पासिवेशन (रसायन विज्ञान) के माध्यम से बाहरी ऑक्साइड परत का प्राकृतिक विकास उनके संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है लेकिन प्रस्तुत करता है वे विशेष रूप से पित्त के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।[6] धातु के काम में जिसमें कटिंग (मुख्य रूप से मोड़ना और मिलिंग) शामिल है, गैलिंग का उपयोग अक्सर पहनने की घटना का वर्णन करने के लिए किया जाता है जो नरम धातु को काटते समय होता है। कार्य सामग्री को कटर में स्थानांतरित कर दिया जाता है और एक गांठ विकसित हो जाती है। विकसित गांठ दो सतहों के बीच संपर्क व्यवहार को बदल देती है, जो आमतौर पर आसंजन और आगे काटने के प्रतिरोध को बढ़ाती है, और निर्मित कंपन के कारण, एक अलग ध्वनि के रूप में सुनी जा सकती है।
गैलिंग अक्सर एल्यूमीनियम यौगिकों के साथ होता है और यह उपकरण के टूटने का एक सामान्य कारण है। एल्युमीनियम एक तन्य धातु है, जिसका अर्थ है कि यह सापेक्षिक आसानी से प्लास्टिक के प्रवाह की क्षमता रखता है, अपेक्षाकृत सुसंगत और महत्वपूर्ण प्लास्टिक क्षेत्र का अनुमान लगाता है।
उच्च लचीलापन और बहने वाली सामग्री को अत्यधिक सामग्री हस्तांतरण और गैलिंग के लिए एक सामान्य शर्त माना जा सकता है क्योंकि घर्षण ताप मर्मज्ञ वस्तुओं के आसपास प्लास्टिक ज़ोन की संरचना से निकटता से जुड़ा हुआ है।
गैलिंग अपेक्षाकृत कम भार और वेग पर भी हो सकता है क्योंकि यह सिस्टम में वास्तविक ऊर्जा घनत्व है जो एक चरण संक्रमण को प्रेरित करता है, जो अक्सर सामग्री हस्तांतरण और उच्च घर्षण में वृद्धि की ओर जाता है।
रोकथाम
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आम तौर पर, दो प्रमुख घर्षण प्रणालियां चिपकने वाले पहनने या गैलिंग को प्रभावित करती हैं: ठोस सतह संपर्क और स्नेहक संपर्क। रोकथाम के संदर्भ में, वे अलग-अलग तरीकों से काम करते हैं और सामग्री में उपयोग की जाने वाली सतह संरचना, मिश्र धातुओं और क्रिस्टल मैट्रिक्स पर अलग-अलग मांगें निर्धारित करते हैं।
ठोस सतह के संपर्क या बिना चिकनाई वाली स्थितियों में, प्रारंभिक संपर्क को विषमता और दो अलग-अलग प्रकार के आकर्षण के बीच बातचीत की विशेषता होती है: सामंजस्य (रसायन विज्ञान) सतह-ऊर्जा या अणु दो सतहों को एक साथ जोड़ते हैं और उनका पालन करते हैं, विशेष रूप से तब भी जब कोई मापने योग्य दूरी उन्हें अलग करती है। प्रत्यक्ष संपर्क और प्लास्टिक विरूपण एक अन्य प्रकार का आकर्षण उत्पन्न करता है जो प्रवाहित सामग्री के साथ एक प्लास्टिक क्षेत्र के गठन के माध्यम से होता है जहां प्रेरित ऊर्जा, दबाव और तापमान सतहों के बीच चिपकने वाली सतह ऊर्जा की तुलना में बहुत बड़े पैमाने पर बंधन की अनुमति देता है।
धात्विक यौगिकों और शीट धातु के निर्माण में, आमतौर पर आक्साइड होते हैं, और प्लास्टिक विरूपण में मुख्य रूप से भंगुर फ्रैक्चर होते हैं, जो एक बहुत छोटे प्लास्टिक क्षेत्र को निर्धारित करता है। फ्रैक्चर तंत्र में असंतोष के कारण ऊर्जा और तापमान का संचय कम होता है। हालांकि, प्रारंभिक विषमता/गंभीरता संपर्क के दौरान, घिसावट या विषमताओं के टुकड़े और टुकड़े विरोधी सतह का पालन करते हैं, मूल सतह के ऊपर सूक्ष्म, आमतौर पर स्थानीयकृत, खुरदरापन और प्रोट्रूशियंस (प्रभाव में गांठ) का निर्माण करते हैं। स्थानांतरित पहनने वाले मलबे और गांठ विरोधी ऑक्साइड सतह परत में प्रवेश करते हैं और अंतर्निहित बल्क सामग्री को नुकसान पहुंचाते हैं, इसे आगे बढ़ाते हैं। यह निरंतर प्लास्टिक विरूपण, प्लास्टिक प्रवाह और ऊर्जा और तापमान के संचय की अनुमति देता है। चिपकने वाली सामग्री के स्थानांतरण की रोकथाम निम्नलिखित या इसी तरह के तरीकों से पूरी की जाती है:
- कम तापमान वाले कार्बराइजिंग उपचार जैसे कोल्स्टराइजिंग, 1200 HV0.05 (आधार सामग्री और सतह की स्थितियों के आधार पर) तक सतह की कठोरता को बढ़ाकर ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स में गैलिंग को खत्म कर सकते हैं।[7]
- सतह के परमाणुओं या अणुओं के बीच कम सामंजस्यपूर्ण या रासायनिक आकर्षण।
- निरंतर प्लास्टिक विरूपण और प्लास्टिक प्रवाह से बचें, उदाहरण के लिए, शीट-मेटल फॉर्मिंग (SMF) में विषय सामग्री पर एक मोटी ऑक्साइड परत के माध्यम से।
- एसएमएफ कार्य उपकरण पर जमा कलई करना ्स, जैसे कि रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) या भौतिक वाष्प जमाव (पीवीडी) और टाइटेनियम नाइट्राइड (टीआईएन) या हीरे जैसी कार्बन कोटिंग्स उच्च ऊर्जा घर्षण संपर्क में भी कम रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता प्रदर्शित करती हैं, जहां विषय सामग्री की सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत भंग हो जाती है, और घर्षण संपर्क निरंतर प्लास्टिक विरूपण और प्लास्टिक प्रवाह द्वारा प्रतिष्ठित होता है।
लुब्रिकेटेड संपर्क शामिल सामग्री की सतह संरचना पर अन्य मांगों को रखता है, और मुख्य मुद्दा सुरक्षात्मक स्नेहन मोटाई को बनाए रखना और प्लास्टिक विरूपण से बचना है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि प्लास्टिक विरूपण तेल या स्नेहन द्रव के तापमान को बढ़ाता है और चिपचिपाहट को बदलता है। मूल सतह के ऊपर सामग्री के किसी भी संभावित स्थानांतरण या प्रोट्रूशियंस के निर्माण से सुरक्षात्मक स्नेहन मोटाई को बनाए रखने की क्षमता भी कम हो जाएगी। एक उचित सुरक्षात्मक स्नेहन मोटाई की सहायता की जा सकती है या इसे बनाए रखा जा सकता है:
- सतह गुहा या छोटे छेद संपर्क क्षेत्र में एक सुरक्षात्मक स्नेहन मोटाई बनाए रखने के लिए तेल के लिए एक अनुकूल ज्यामितीय स्थिति बना सकते हैं।
- सतह पर चिपकने वाला बल सतह और स्नेहक के बीच रासायनिक आकर्षण को बढ़ा सकता है और स्नेहन की मोटाई बढ़ा सकता है।
- तेल योजक पित्त या चिपकने वाले पहनने की प्रवृत्ति को कम कर सकते हैं।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ Budinksi, Kenneth; Budinski, Steven (2015). "पित्त परीक्षण की व्याख्या।". Wear. 332 (1): 1185–1192. doi:10.1016/j.wear.2015.01.022.
- ↑ Dohda, Kuniaki (2021). "धातु बनाने में गैलिंग घटनाएं।". Friction. 9 (4): 665–685. doi:10.1007/s40544-020-0430-z. S2CID 228815215.
- ↑ Mechanical Fastening Joining Assembly By James A. Speck -- Marcell Dekker 1997 Page 128
- ↑ Surface Engineering for Corrosion and Wear Resistance By J. R. Davis -- ASM International 2001 Page 76
- ↑ ASTM standard G40 (2006)
- ↑ "Stainless Steel Galling / Locking Up / Freezing Up". Estainlesssteel.com. Retrieved 2013-11-04.
- ↑ Surface Hardening of Stainless Steels by Kolsterising by Gümpel P. -- University of Applied Science, Konstanz Germany AIJSTPME (2012) 5(1): 11-18 (PDF)
