Your SlideShare is downloading. ×

Teknika e materialeve 2003

12,593

Published on

Published in: Education
0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
12,593
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
262
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. UNIVERSITETI I PRISHTINËS FAKULTETI I SHKENCAVE TEKNIKE TË APLIKUARA FERIZAJ Fatmir Çerkini Ferizaj 2003
  • 2. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE PËRMBAJTJA 1. KAPITULLI I ........................................................................................................................................................ 9 METALET ............................................................................................................................................................. 9 1.1 Vetitë e metaleve............................................................................................................................................... 9 1.1.1 Vetitë fizike ................................................................................................................................................ 9 1.1.2 Vetitë kimike ............................................................................................................................................ 10 1.1.3 Vetitë mekanike ....................................................................................................................................... 10 1.1.4 Vetitë teknologjike................................................................................................................................... 11 1.2 Ndarja e metaleve........................................................................................................................................... 11 1.2.1 Metalet e zeza......................................................................................................................................... 11 1.2.2 Metalet me ngjyra .................................................................................................................................. 12 KAPITULLI II ...................................................................................................................................................... 13 2. PROVAT E METALEVE DHE LIDHJEVE TË TYRE .......................................................................................... 13 2.1 Provat me shkatrrimin e kampionit ............................................................................................................... 13 2.1.1 Prova në tërheqje ................................................................................................................................... 17 2.1.2 Prova në shtypje..................................................................................................................................... 30 2.1.3 Prova në lakim ....................................................................................................................................... 32 2.1.4 Prova në përdredhje .............................................................................................................................. 34 2.1.5 Prova në prerje ..................................................................................................................................... 36 2.1.6 Prova e fortësisë sipas Brinelit (HB) .................................................................................................... 38 2.1.7 Prova e fortësisë sipas Vikersit(HV) ....................................................................................................... 39 2.1.8 Prova e fortësisë sipas Rokwellit ........................................................................................................... 41 2.1.9 Prova e fortësisë sipas Poldit ................................................................................................................ 45 2.1.10 Metoda e Shorit .................................................................................................................................... 47 2.1.11 Metoda e Lesenit .................................................................................................................................. 50 2.1.12 Prova e shtalbësisë .............................................................................................................................. 50 2.1.13 Provat në temperatura të ulëta ........................................................................................................... 53 2.1.14 Provat në temperatura të larta............................................................................................................ 55 2.1.15 Provat teknologjike ............................................................................................................................. 55 2.1.16 Prova e përpunueshmërisë në prerje .................................................................................................. 66 2.2 Provat pa shkatërrimin e kampionit .............................................................................................................. 68 2.2.1 Provat për zbulimin e defekteve në material .......................................................................................... 68 2.2.2 Provat metalografike ............................................................................................................................. 73 KAPITULLI III ..................................................................................................................................................... 78 3. KRISTALOGRAFIA ............................................................................................................................................... 78 3.1 Ndërtimi i brendshëm i metaleve ..................................................................................................................... 78 3.1.1 Struktura e metaleve dhe lidhjeve metalike............................................................................................. 78 2003 3
  • 3. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 3.2 Formimi i kristaleve ....................................................................................................................................... 84 Materialet izotrop dhe anizotrop ...................................................................................................................... 84 3.3 PROQESI I KRISTALIZIMIT ......................................................................................................................... 85 3.3.1 Format e kristaleve ................................................................................................................................. 87 Polimorfia ......................................................................................................................................................... 88 3.3.2 Deformimet e strukturave kristalore ...................................................................................................... 90 3.3.3 Defektet e strukturës kristalore të metaleve dhe .................................................................................... 91 gabimet në rrjetat kristalore ............................................................................................................................. 91 KAPITULLI IV ..................................................................................................................................................... 95 4. LIDHJET METALIKE ........................................................................................................................................... 95 a) Lidhja kimike.............................................................................................................................................. 95 b) Përzierja mekanike .................................................................................................................................... 95 c) Tretja e ngurtë ........................................................................................................................................... 95 4.1 Diagramet e ekuilibrimit të lidhjeve dyshe.................................................................................................... 96 4.1.1 Diagramet me tretëshmëri të plotë të komponenteve në gjendje të ngurtë dhe të lëngët ......................... 97 4.1.2 Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të lëngët, ndërsa në gjendje të ngurtë nuk treten fare............................................................................................................................. 99 4.1.3 Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të lëngët , ndërsa pjesërisht në gjendje të ngurtë.................................................................................................................................. 101 4.2 Diagramet e ekuilibrimit të lidhjeve hekur-karbon (stabil dhe metastabil) ................................................ 103 4.2.1 Strukturat më të rëmdësishme te lidhjet Fe-C ....................................................................................... 107 4.2.2 Krahasimi i diagramit stabil me ate metastabil ................................................................................... 111 KAPITULLI V.................................................................................................................................................... 113 5. METALURGJIA E HEKURIT ............................................................................................................................. 113 5.1 Hekuri i papërpunuar ................................................................................................................................... 113 5.1.1 Procesi i përfitimit të hekurit të papërpunuar në furrat e larta ............................................................ 113 5.2 ÇELIKU DHE PRODHIMI I TIJ ............................................................................................................. 116 5.2.1 Përfitimi i çelikut në konvertorë............................................................................................................ 116 5.2.2 Furra e Simens-Martinit për përfitimin e çelikut ................................................................................. 121 5.2.3 Furra elektrike për prodhimin e çelikut .............................................................................................. 122 5.3 HEKURI I DERDHUR ................................................................................................................................ 123 5.3.1 Giza e bardhë ........................................................................................................................................ 124 5.3.2 Giza e hirtë............................................................................................................................................ 125 5.3.3 Giza sferoidale ...................................................................................................................................... 125 5.3.4 Giza e lidhur ......................................................................................................................................... 126 5.3.5 Giza e temperuar................................................................................................................................... 126 5.4 Mënyrat e derdhjes së hekurit dhe çelikut ................................................................................................... 127 5.5 Struktura e çelikut të derdhur....................................................................................................................... 130 4 2003 .
  • 4. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 5.6 Klasifikimi i çelikut....................................................................................................................................... 131 Varësisht nga mënyra e prodhimit .................................................................................................................. 131 Varësisht nga mënyra e përpunimit ................................................................................................................ 131 Varësisht nga cilësia ....................................................................................................................................... 131 Varësisht nga struktura ................................................................................................................................... 131 Varësisht nga përdorimi ................................................................................................................................. 131 Varësisht nga përbërja kimike ........................................................................................................................ 131 5.7 Simbolizimi i çeliqeve ................................................................................................................................... 132 5.7.1 SIMBOLIZIMI I ÇELIQEVE SIPAS STANDARDIT DIN ..................................................................... 132 I Çeliqet e palidhur ...................................................................................................................................... 132 II Çeliqet e lidhur ......................................................................................................................................... 133 Shenjat plotësuese të çeliqeve ......................................................................................................................... 135 Shembëll i shënimit të çelikut me lidhje të lartë: ............................................................................................ 136 5.7.2 SIMBOLIZIMI I ÇELIKUT SIPAS STANDARDIT KROAT (HRN) ...................................................... 136 5.7.3 SIMBOLIZIMI I ÇELIQEVE SIPAS AISI - SAE .................................................................................. 139 KAPITULLI VI ................................................................................................................................................... 141 6. PËRPUNIMI TERMIK I METALEVE ................................................................................................................. 141 6.1 Faktorët që ndikojnë në përpunimet termike ................................................................................................. 142 6.1.1 Nxehja ................................................................................................................................................... 142 6.1.2 Mbajtja .................................................................................................................................................. 143 6.1.3 Ftohja .................................................................................................................................................... 143 6.2 Kalitja ........................................................................................................................................................... 144 6.2.1 Kalitja e zakonshme kontinuale ............................................................................................................ 148 6.2.2 Kalitja e zakonshme e ndërprerë .......................................................................................................... 148 6.2.3 Kalitja e shkallëzuar ............................................................................................................................. 148 6.2.4 Kalitja izotermike .................................................................................................................................. 149 6.2.5 Kalitja në temperaturë të ulët ............................................................................................................... 149 6.2.6 Lëshimi .................................................................................................................................................. 149 6.3 Kalitja sipërfaqësore .................................................................................................................................... 150 6.3.1 Kalitja me nxehje gazore, ...................................................................................................................... 150 6.3.2 Kalitja me induksion - ............................................................................................................................ 153 6.4 Riardhja........................................................................................................................................................ 155 a)Riardhje e ulët ............................................................................................................................................. 155 b)Riardhja e mesme ........................................................................................................................................ 155 c)Riardhja e lartë ............................................................................................................................................ 155 6.5 Vjetrimi ......................................................................................................................................................... 156 a)Vjetrimi natyror, .......................................................................................................................................... 156 2003 5
  • 5. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini b)Vjetrimi artificial, ........................................................................................................................................ 156 6.6 Përpunimi kimiko-termik i çeliqeve dhe lidhjeve ......................................................................................... 157 Çimentimi- ...................................................................................................................................................... 157 KAPITULLI VII .................................................................................................................................................. 158 7. METALET ME NGJYRA DHE LIDHJET E TYRE .............................................................................................. 158 7.1 Bakri .............................................................................................................................................................. 158 7.1.1 Lidhjet e bakrit ....................................................................................................................................... 158 - tunxhe që deformohen me presion ........................................................................................................... 159 - tunxhe që derdhen .................................................................................................................................... 159 Tunxhet që deformohen(përpunohen me deformim)............................................................................................ 159 Tunxhet për derdhje ............................................................................................................................................ 159 7.2 Alumini .......................................................................................................................................................... 160 7.2.1 Lidhjet e aluminit ................................................................................................................................... 161 KAPITULLI VIII................................................................................................................................................. 162 8. LIDHJET TJERA ................................................................................................................................................. 162 8.1 Lidhjet antifriksione ..................................................................................................................................... 162 8.1.1 Lidhjet antifriksione të plumbit dhe kallajit .......................................................................................... 162 8.1.2 Lidhjet antifriksione të aluminit ............................................................................................................ 162 8.1.3 Lidhjet antifriksione të zinkut................................................................................................................ 162 8.1.4 Gizat antifriksione................................................................................................................................. 162 8.2 Lidhjet e forta ............................................................................................................................................... 163 8.2.1 Lidhjet e forta që përfitohen me derdhje ............................................................................................... 163 8.2.2 Lidhjet e forta që përfitohen me anë të sinterimit metalurgjik.............................................................. 163 KAPITULLI IX .................................................................................................................................................. 164 9. DERDHJA ........................................................................................................................................................... 164 9.1 Materiali dhe përgaditja e modeleve, kallëpeve dhe zemrave ...................................................................... 164 Veglat për kallëpim ......................................................................................................................................... 165 9.2 Mënyrat speciale të derdhjeve...................................................................................................................... 174 9.2.1 Derdhja në forma metalike- kokile......................................................................................................... 174 9.2.2 Derdhja qendërikëse (centrifugale) ...................................................................................................... 175 9.2.3 Derdhja me trysni ................................................................................................................................. 177 9.2.4 Derdhja me ndihmën e vakumit ............................................................................................................ 179 KAPITULLI X.................................................................................................................................................... 180 10. MATERIALET JOMETALIKE ........................................................................................................................... 180 10.1 Druri .......................................................................................................................................................... 180 10.1.1 Mbrojtja dhe konzervimi i drurit......................................................................................................... 181 10.1.2 Karakteristikat dhe vetitë e drurit ...................................................................................................... 182 10.1.3 Përpunimi mekanik i drurit ................................................................................................................ 182 10.2 Goma .......................................................................................................................................................... 185 6 2003 .
  • 6. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 10.3. Azbesti ........................................................................................................................................................ 185 10.4. Qelqi ........................................................................................................................................................... 185 10.5 Masat plastike ............................................................................................................................................. 186 10.5.1 Plastet ................................................................................................................................................. 186 10.5.2 Elastet .................................................................................................................................................. 186 10.6 Ngjitësit (zamkat) ....................................................................................................................................... 187 10.7 Materialet për retifikim (polirim) ............................................................................................................... 188 10.7.1 Materialet natyror për retifikim .......................................................................................................... 188 10.7.2 Materialet artificiale për retifikim ...................................................................................................... 188 10.8 Ngjyrat, llaqet dhe kiti ............................................................................................................................... 188 10.8.1 Ngjyrat ................................................................................................................................................ 188 10.8.2 Llaqet .................................................................................................................................................. 189 10.8.3 Kitet ..................................................................................................................................................... 189 LITERATURA ...................................................................................................................................................... 190 SHTOJCË ............................................................................................................................................................ 191 2003 7
  • 7. TEKNIKA E MATERIALEVE 8 Fatmir Çerkini 2003 .
  • 8. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE KAPITULLI I 1. METALET Metale në teknikë i quajmë ato materiale të cilët kanë aftësi të ndryshimit plastik të formës. Një definicion i dhënë qysh para 200 v. për metalet vlenë edhe sot: ,,Metale janë trupat e shndritshëm, të cilët mund të farkëtohen”. Këtë veti nuk e kanë vetëm metalet e pastër, por edhe lidhjet e tyre. Përveq shkëlqimit metalik, metalet kanë aftësi të mirë të përqueshmërisë së elektricitetit dhe nxehtësisë. Metalet janë shumë të përhapura në natyrë. Në koren e Tokës gjendet një sasi e madhe metalesh të cilat përbëjnë 2/3 e të gjitha elementeve kimike që njihen deri më sot. Nga 102 elemente kimike, 80 prej tyre bijnë në grupin e metaleve, ndërsa prej tyre praktikisht përdoren rreth 16 (Fe, Cu, Al, Ni, Cr, Mo, W, V, Co, Cd, Ti, Sn, Zn, Sb, Mg, Mn). Megjithatë, në industri nuk përdoren metale të pastra, por kryesisht, lidhje të tyre sepse kanë veti mekanike më të mira. Roli i metaleve dhe lidhjeve është i rëndësishëm sidomos sot, meqenëse përdoren në sasi të mëdha në industrinë e ndërtimit të makinave, në transport dhe në sektorë të ndryshëm të ekonomisë. Numri i metaleve që gjenden të pastra në natyrë, është shumë i kufizuar; p.sh. ari (Au), argjendi(Ag), platina(Pt), mërkuri(Hg), kallaji(Sn) dhe rrallëherë bakri (Cu). Përgjithësisht, metalet në natyrë gjenden në trajtë oksidesh ose krypërash (klorure, sulfure, karbonate, sulfate, silikate, etj.). Hekuri në natyrë gjendet i pastër vetëm në trajtën e meteorëve, p.sh. në Grenlandë etj. Ai haset më shumë në trajtën e oksideve, karbonateve dhe sulfureve. Duke iu falënderuar vetive të tyre, në teknikë, e kryesisht në makineri, metalet së bashku me lidhjet e tyre janë materialet që përdoren më së shumti. Përdorim më të gjërë ka hekuri dhe lidhjet e tij edhepse nuk është më i miri, por është më i lirë dhe më i përshtatshëm në shumicën e konstruksioneve metalike. 1.1 VETITË E METALEVE Gjatë punës detalet e makinave të ndryshme përballojnë ngarkesa të ndryshme statike ose dinamike dhe punojnë në mjedise të shumllojshme, me temperatura të larta ose me tretësira kimike (krypëra, acide, baza), të cilat ndikojnë në shkatërrimin fizik e kimik të metalit. Prandaj për të përcaktuar llojin e metalit prej të cilit duhet të punohet detali, përmasat dhe trajtën që duhet të ketë ai, është e nevojshme të dihen vetitë fiziko-kimike, mekanike dhe teknologjike që duhet të plotësojë metali. 1.1.1 Vetitë fizike Në vetitë fizike bëjnë pjesë: dendësia, shkrishmëria, përcjellshmëria e nxehtësisë dhe elektricitetit, bymimi dhe tkurrja, nxehtësia specifike, aftësia magnetike, pesha specifike, ngjyra etj. -Dendësia, është masa e njësisë së vëllimit absolut (pa pore): 2003 9
  • 9. TEKNIKA E MATERIALEVE d m [kg / m3 ] , V Fatmir Çerkini m-masa e materialit V-vëllimi i materialit -Shkrishmëria, është aftësia e metaleve, që gjatë nxemjes të kalojnë nga gjendja e ngurtë në të lëngët. Kjo ndodhë në një temperaturë të caktuar, që quhet temperaturë shkrirjeje. Temperatura e shkrirjes është e ndryshme për metalet dhe shkon nga 232 °C (Sn) në 3370 °C (W). Shkrishmëria ka rëndësi të madhe në shkritore për të fitua detale me cilësi të mirë. -Përcjellshmëria e nxehtësisë, është vetia e metalit për të përcjellë nxehtësinë nga pjesa më e nxehtë tek ajo më e ftohët. Në përgjithësi metalet kanë përcjellshmëri të mirë të nxehtësisë, dallohen sidomos bakri, alumini. Kështu, përcjellshmëria e nxehtësisë e aluminit është pesë herë më e madhe se e gizës. -Përcjellshmëria elektrike është aftësia që ka metali të përcjellë rrymën elektrike. Përcjellshmëria elektrike e metaleve është mijëra herë më e madhe se e materialeve jometalike. Me rritjen e temperaturës përcjellshmëria elektrike ulet, sepse rritet rezistenca specifike (e kundërta ndodhë kur ulet temperatura). Për disa metale, kur temperatura ulet shumë (-270°C), rezistenca specifike e tyre zbret gati në zero, rrjedhimisht përcjellshmëria bëhet jashtëzakonisht e madhe. -Bymimi, është vetia që ka metali për të rritur vëllimin gjatë nxehjes. Bymimi karakterizohet nga koeficienti i bymimit linear α, që tregon rritjen e njësisë së gjatësisë së metalit, kur ai nxehet për 1°C. -Nxehtësia specifike (C) është sasia e nevojshme e nxehtësisë për rritjen e temperaturës së 1 kg metali për 1°C. Matet me J/kg°C. Metalet e kanë të vogël nxehtësinë specifike në krahasim me lëndët tjera. -Vetia magnetike është aftësia që kanë disa metale të tërheqin metale tjera. Këtë veçori e kanë këto metale: hekuri, nikeli, kobalti, si dhe disa lidhje të tyre. Me nxehje deri në një temperaturë të caktuar, këto metale e humbasin vetinë magnetike. Kështu hekuri i ruan vetitë magnetike deri në 768°C. Vetia magnetike e metaleve dhe lidhjeve gjen përdorim të madh në industrinë elektrike, etj. 1.1.2 Vetitë kimike Në vetitë kimike të metaleve bëjnë pjesë: oksidueshmëria , trtshmëria, brejtja nga veprimi i acideve, bazave e kryprave, etj. Në praktikë, oksidimi dhe veprimi kimik i acideve, kryprave, bazave në metale është i ndryshëm; p.sh. hekuri ndryshket, bronzi vishet me një cipë okside të hollë ngjyrë të gjelbër, alumini vishet me një cipë të hollë okside ngjyrë hiri etj. 1.1.3 Vetitë mekanike Vetitë mekanike më të rëndësishme të metaleve janë: -Qëndueshmëria, vetia që ka metali për t’u qëndruar forcave të jashtme pa u shkatërruar. -Fortësia, vetia që ka metali për t’i kundërvepruar ndërhyrjes në të të një trupi tjetër shumë më të fortë. 10 2003 .
  • 10. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE -Elasticiteti, vetia që kanë metalet ose lidhjet e tyre të rimarrin trajtën dhe përmasat e tyre fillestare pas heqjes së forcave të jashtme që kanë shkaktuar deformimin. -Plasticiteti, aftësia që ka metali të deformohet pa u shkatërruar nga veprimi i forcave të jashtme dhe ta ruajë trajtën e re edhe pas heqjes së këtyre forcave. -Qëndrueshmëria në goditje, vetia e metaleve për t’i qëndruar shkatërrimit nga ngarkesat goditëse (dinamike). 1.1.4 Vetitë teknologjike Veti teknologjike të metaleve dhe të lidhjeve metalike quajmë bashkësinë e vetive kimike, fizike dhe mekanike, që i japin mundësi metalit të derdhet, të saldohet, të farkëtohet, të kalitet dhe të përpunohet mirë me prerje. -Rrjedhshmëria-është aftësia e metalit që në gjendje të lëngët të mbushë mirë formën, duke dhënë derdhje të plotë. -Farkëtueshmëria-është aftësia e metalit, që në gjendje të nxehtë ose të ftohtë, nën veprimin e forcave të jashtme të ndryshojë trajtën dhe ta ruajë atë pa u shkatërruar. -Saldueshmëria-është aftësia e metaleve për të krijuar bashkime të qëndrueshme, me nxehje lokale deri në gjendje plastike ose të shkrirë, duke ushtruar ose jo forca të jashtme. -Kalitshmëria-është aftësia që kanë metalet ose lidhjet e tyre për të fitu fortësi të madhe pas nxehjes dhe ftohjes së menjëhershme e të shpejtë në mjedise të caktuara ftohëse. -Përpunueshmëria në prerje-është aftësia që kanë metalet ose lidhjet e tyre për t’u përpunuar me vegla prerëse(thika, freza, shpuese, etj.). -Kuposja-është aftësia e metalit për të marrë formë kupe ose forma tjera në vegla përkatëse pa u dëmtuar. -Stabiliteti në fërkim-është aftësia e metalit që t’i rrezistojë fërkimit, d.m.th. që mos t’i ndryshojë dimensionet edhepse fërkohet vazhdimisht gjatë punës. 1.2 NDARJA E METALEVE Metalet dallohen në mes vedi për nga: forma e ndërtimit, vetitë, ngjyra, pesha specifike, etj. Sipas ngjyrës metalet ndahen në: metale të zeza me hekurin në krye, të cilat kanë ngjyrë të mbyllët të hirtë, temperaturë të lartë të shkrirjes dhe fortësi të madhe. metale me ngjyra në krye me bakrin, konsiderohen metalet me ngjyrë të kuqe, të verdhë dhe të bardhë. Këto metale kanë veti më të mira plastike, fortësi të vogël dhe temperaturë të ulët të shkrirjes. 1.2.1 Metalet e zeza Në këtë grup të metaleve bëjnë pjesë: -Ferometalet, gjegjësisht: hekur , nikli , mangani dhe kobalti. 2003 11
  • 11. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini -Metalet që vështirë shkrihen, përkatësisht metalet të cilat e kanë temperaturën e shkrirjes më të lartë se të hekurit 1539°C. -Metalet e rrallë, siq janë: lantaniumi, ceziumi, neodiumi, prazeodiumi etj. që me një emër quhen lantanide. Këto metale i kanë vetitë kimike shum të ngjajshme, ndërsa vetitë fizike të ndryshme, p.sh. temperaturën e shkrirjes. Këto metale në natyrë gjinden së bashku, vështirë është me i nda, kështuqë në legura shtohen si përzierje. 1.2.2 Metalet me ngjyra Në këtë grup të metaleve bëjnë pjesë: -Metalet e pasur (fisnik), janë: ari, argjendi, platina, si dhe metalet që bijnë në grupin e platinës: paladiumi, iridiumi, radiumi, osmiumi dhe ruteniumi. -Metalet e lehta, janë: alumini, beriliumi, magneziumi që kanë dendësi më të vogël se 3 3 g/cm . -Metalet që shkrihen lehtë, janë: zingu, kadmiumi, zhiva, indiumi, plumbi, bizmuti, taliumi, kallaji, antimoni si dhe metalet me veti të dobëta metalike: germaniumi dhe galiumi. 12 2003 .
  • 12. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE KAPITULLI II 2. PROVAT E METALEVE DHE LIDHJEVE TË TYRE Provat e metaleve bëhen me qëllim të përcaktimit të vetive të tyre, njohjes dhe aplikimit të tyre gjegjës në konstruksionet e reja . Provat nuk bëhen vetëm gjatë punimit të konstruksioneve të reja por edhe me qëllim të verifikimit të kualitetit të materialeve në rastet e havarive ose në çfardo rasti tjetër, e sidomos në rastet kur përdorim materiale të panjohur. Sipas mënyrës, qëllimit dhe llojit provat e metaleve ndahen: -Provat me shkatrrim të kampionit. -Provat pa shkatrrim të kampionit. 2.1 PROVAT ME SHKATRRIMIN E KAMPIONIT Provat me shkatrrim të kampionit ndahen sipas mënyrës dhe qëllimit të provimit në: 1. Provat kimike. 2. Provat mekanike. 3. Provat teknologjike Provat kimike Provat kimike bazohen në analizat kualitative me qëllim të përcaktimit të përmbajtes së metaleve ose legurave nga e cila varen të gjitha vetitë tjera. Sipas specifitetit të provave ato ndahen në shum metoda: a. Metoda analitike Me këtë metodë përcaktohen llojet dhe sasia e përbërsave në ndonjë material. Ka shum lloje të metodave analitike. Ajo më e rëndësishmja është metoda mikrokimike me ndihmën e së cilës mundet në një pjesë shumë të vogël të materialit (ndonjë pikë në sipërfaqe) me u caktua prezenca dhe sasia e ndonjë përbërjeje. Mikroanalizat kryhen shumë shpejt dhe janë të sakta. b. Metoda spektrografike Te kjo metodë energjia e nxehtësisë shndërrohet në energji të dritës, duke shndritë metalin provues me pasqyrë elektrike. Metali që shndritet njëkohësisht bëhet burim i rrezatimit të rrezeve të dritës me gjatësi valore të ndryshme. Duke i ndarë rrezet me paisjet për disperzion fitohet spektri i rrezatimit, gjegjësisht disa vija, prej të cilave çdonjëra i takon rrezatimit me gjatësi valore të caktuar. Analiza spektrale bazohet në dy principe, dhe atë: 2003 13
  • 13. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini a) Çdo element me spektër ka vijat e veta karaktristike, të cilat dallohen për nga gjatësia e vet dhe intenziteti, që është bazë për analizë kualitative dhe kuantitaive. b) Nëse në ndonjë material gjenden përveq tjerash dy elemente të caktuar dhe nëse ndërrojnë sasitë e tyre relative, forca me të cilën janë të shndritura viat karakteristike të atyre elementeve ndërrojnë gjithashtu shkallë shkallë në të njejtën masë. Përcaktimi spektrografik është shumë i shpejtë (disa minuta), ndërsa fotografia e fituar mbetet dokument i përhershëm. c. Metoda kalorimetrike Kjo metodë bazohet në tretjen e elementeve të cilët provohen, me ndihmën e tretësve ashtuqë, fitohet shkrirja me ngjyra përkatëse. Tretja me materialin provues vendoset në një enë, ndërsa tretja tjetër me koncentrim të njohur të metalit të provuar më parë në enën tjetër. Të dy enët ndriçohen me dritë të gjatësisë valore të caktuar dhe përcaktohet përqindja e dritës së absorbuar nëpër tretjen e panjohur në krahasim me dritën e absorbuar nëpër tretjen me koncentrim të njohur. Kjo metodë gjithnjë e më shumë po përdoret për analizën e çelikut, legurave dhe metaleve të lehta. Përdoret edhe te prodhimi i çelikut sepse mundet me përcaktu përbërësit edhe në ato raste kur mbesin vetëm në gjurmë. d. Metoda me shkëndija Kjo metodë shërben për përcaktimin e përmbajtjes së përafërt të çeliqeve karbonike dhe të leguruara, gjegjësisht kjo më shumë na shërben për identifikimin e llojit të njohur të çelikut dhe përcaktimin e përmbajtjes eventuale të ndonjë elementi të panjohur në çelik. Kjo metodë është shumë e sigurtë nëse ekziston përvoja për punë dhe nëse punohet sistematikisht. Çeliqet karbonike me përqindje të ndryshme të karbonit dhe elementeve legurues i kanë shkëndijat e formave të ndryshme, pasiqë përbërësit e ndryshëm si dhe sasitë e ndryshme të tyre përcaktojnë në mënyrë karakteristike pamjen dhe rrugën e shkëndisë. Prova kryhet ashtu që çeliku i panjohur në lokalin gjysëm të errët, afrohet (mbështetet)për gurin e mprehtë zmirgllues (qostrën)gjysëm të fortë, që rrotullohet me shpejtësi periferike rreth 30 m/s. Me retifikim hiqen prej materialit provues grimca të imëta, të nxeme deri në 1200°C nga fërkimi dhe largohen nga rrota poliruese në formë të duajve me pamje dhe ngjyra të ndryshme. Në fig.2.1 është treguar pamja dhe rruga e shkëndiave të çeliqeve që përdoren më shpesh. Në fig.a) paraqitet çeliku me përmbajtje të ulët të elementeve legurues për çimentim, me përmbajtje të karbonit deri në 0,25 %. Në fig. b) është paraqitë çeliku që përmbanë 0,5 % C. Në fig.c) paraqitet çeliku për vegla me 0,9 %C, me ngjyrë të verdhë të shndritshme. Fig. d) paraqet çelikun e leguruar me pak W. Fig. e) paraqet çelikun shpejtprerës me 15 % W, 4 % Cr dhe 0,74 % C. Rrezet janë dy llojesh, njëri lloj të holla me ngjyrë të mbyllët të kuqe, ndërsa lloji tjetër më të trasha me ngjyrë edhe më të mbyllët të kuqe. 14 2003 .
  • 14. Fatmir Çerkini a) TEKNIKA E MATERIALEVE b) c) d) e) Fig.2.1 Pamja dhe rruga e shkëndiave të çeliqeve me përbërje të ndryshme e. Metoda e ashklave Metoda e ashklave përbëhet në mbledhjen e ashklave të gdhendura nga metalet në retifika dhe me sitjen e tyre nëpër sitë me imtësi 1600 vrima në 1 cm2. Ashklat e situra të tilla shiqohen me mikroskop të zmadhimit të vogël dhe sipas ngjyrës dhe formës së ashklës përcaktohet lloji i çelikut.P.sh: Çeliku i pastër karbonik ka ashklat me ngjyrë të errët me sipërfaqe të rrafshët. Çeliku me krom ka ashklat e rrumbullakta me ngjyrë të hirtë. Çeliku me molibden dhe me përmbajtje të lartë të karbonit ka ashklat në formë të gjysëmsferave të zbrazëta. Provat mekanike Provat mekanike kryhen me qëllim të përcaktimit të vetive mekanike të metaleve dhe legurave, aftësive të deformimit të tyre, si dhe mënyrat në të cilat materiali iu rreziston veprimeve të forcave të jashtme. Në bazë të veprimit të forcave, provat mekanike ndahen në: a) Prova mekanike me veprim statik të forcës dhe b) prova mekanike me veprim dinamik të forcës 2003 15
  • 15. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini a. Provat mekanike me veprim statik të forcës Janë ato prova të cilat kryhen me veprim të qetë të forcës në materialin provues, ashtuqë e tërë prova kryhet për kohë të caktuar (rreth 2 min në raste të njohura me rritje graduale të forcës në njësi të kohës). Në provat statike hyjnë: prova në tërheqje, prova në shtypje, prova në lakim, prova në përdredhje, provat e fortësisë sipas: Brinelit, Vikersit, Rokwellit. b. Provat mekanike me veprim dinamik të forcës Janë ato prova të cilat kryhen me veprimin dinamik të forcës goditëse ose me ndryshimin e caktuar të madhësisë së forcës në kufinjë të caktuar, në njësi të kohës, gjatë së cilës madhësia e forcës ndërron 50-100 herë nga forca minimale deri në ate maksimale brenda 1 min. Në provat dinamike bëjnë pjesë: provat e fortësisë sipas Poldit, metoda e Shorit, metoda e Lesenit, prova e shtalbësisë dhe prova në lodhje. Për të gjitha këto prova përdoren kampione nga materiali që duhet të provohet. Sipas veprimit të forcës provat mekanike ndahen në : a) prova në tërheqje b) prova në shtypje c) prova në lakim d) prova në përdredhje e) prova në prerje f) prova në përkulje Fig.2.2 Paraqitja skematike për disa prova 16 2003 .
  • 16. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Provat mekanike me veprim statik të forcës 2.1.1 Prova në tërheqje Prova e metaleve në tërheqje është një nga metodat më të vjetra sipas të cilës më heret, po edhe sot në disa vende, bëhet klasifikimi i materialeve, posaqërisht çeliqeve. Për provë nevoitet më parë të punohet modeli nga materiali që duhet të provohet, të cilin e quajmë kampion ose epruvetë (fig.2.3). Fig.2.3 Kampioni për proven në tërheqje Me qëllim që rezultatet e këtyre provave të bëra kudo mbi të njejtin material të jenë të njejta, atëherë është paraqitur nevoja që kjo provë të standardizohet. Kështu standardi gjerman DIN 50125 e përcakton kampionin me prerje tërthore rreth, katror e katërkëndësh. Kampioni me prerje rreth (fig.2.3), mund të jetë me dimensione të ndryshme prej nga edhe do të quhet kampion normal ose proporcional (tab.1). Dallimi në mes të kampionit normal dhe proporcional është se te kampioni normal dimensionet e seksionit tërthor dhe të gjatësisë janë të standardizuara, ndërsa te proporcionalet varen nga dimensionet e materialit që disponojmë për punimin e tyre. 2003 17
  • 17. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Tab.1- Dimensionet e kampionëve standard Lloji i kampionit Normal Normal shkurtë Proporcional i Proporcional i shkurtë Seksioni tërthor rrethor katërkëndor Gjatësia Diametri Gjatësia matëse matëse lo (mm) lo(mm) do (mm) 10 do= 200 20 ---5 do = 100 20 ---- Simboli i deformacioneve Zgjatimi procentual % δ10 Δ5 Ngushtimi (kontrksioni) % Ψ10 Ψ5 10 do çfarëdo 11,3 √Ao δ10 Ψ10 5 do çfarëdo 5,65 √Ao δ5 Ψ5 Kampioni normal paraqet kampionin kryesor për provën në tërheqje. Kampioni duhet të merret nga materiali që provohet duke mos shkaktuar ndonjë ndryshim struktural gjat ndarjes, e pastaj përpunohet në dimensionin standard duke u kujdesur të mos mbesin brazda eventuale, sepse ato shkaktojnë koncentrimin e tensioneve në sipërfaqen e kampionit dhe rezultatet nuk do të jenë reale . Kampionet mund të provohen edhe pa i përpunuar, ashtu si i marrim nga materiali bazë. Këto quhen kampione teknike dhe kështu zakonisht provohen: telat, litarët e çelikut , shufrat e hekurit për beton, gypat me profile të ndryshme, kabllot etj. (fig.2.4). Fig.2.4 Kampionet teknike Ndërsa për provat e lamarinave standardi parasheh kampione speciale (fig.2.5). 18 2003 .
  • 18. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.5 Kampionet speciale për proven e lamarinave Ndërsa në tab.2 janë dhënë dimensionet e këtij kampioni varësisht nga trashësia e llamarinës. Tab.2- Dimensionet e kampionëve katërkëndor Trashësia e lamarinës Vlera e l0 (mm) a (mm) për gjërësi për gjërësi b  15mm nën 0,25 0,25-0,35 035-0,45 0,45-0,65 0,65-0,80 0,80-1,20 1,20-1,60 1,60-2,20 2,20-2,80 2,80-3,50 3,50-4,30 4,30-5,00 20 20 30 30 40 40 50 60 70 80 90 100 Vërejtje b  20mm 20 30 30 40 40 50 60 70 80 90 100 110 lv=l0+b lv-gjatësia e kampionit lt-gjatësia e tërë e kampionit për b=15 mm lt=lv+110=l0+b+110 për b=20 mm lt=lv+130=l0+b+130 Fig.2.6 Pamja në 3D e një kampioni për provën e lamarinave 2003 19
  • 19. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Makinat për provën në tërheqje mund të jenë të konstruksioneve të ndryshme që funksionojnë: me dorë, mekanikisht ose me hidraulikë. Fig.2.7 Pamja e provës në tërheqje në një makinë këputëse 20 2003 .
  • 20. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.8 Makina universale hidraulike këputëse Makina universale hidraulike përveç për tërheqje shërben edhe për provën në lakim, në shtypje, gjithashtu edhe për matjen e fortësisë (fig,2.9). 2003 21
  • 21. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.2.9 Paraqitja skematike e një makine universale hidraulike këputëse Vaji nga pompa (1) hyn në cilindër të makinës (2), ngritë pistonin (3), pastaj shkon në cilindër të manometrit me lavjerrës (4) ku e shtypë pistonin e manometrit (5). Presioni i vajit në makinë mbanë drejtpeshimin e lavjersit (6), i cili rrotullohet për kënd aq më të madh nga pozita normale e tij sa më i madh të jetë presioni i vajit në makinë. Madhësia e forcës lexohet në shkallëzimin (7). Pistoni nën presionin e vajit e ngritë pllakën (8), e cila prap nëpërmjet dy levave vërtikale (9), e ngritë urën (10), në të cilën gjendet koka e epërme për shtrëngimin e kampionit (11), ndërsa koka e poshtme është në bazën e palëvizshme të makinës (12). Me ngritjen e peshës(6) në lartësi të ndryshme mund të rregullohet madhësia e forcës deri në 10.000, 20.000, 30.000, 50.000 dhe 100.000 daN. Gjithashtu në urën (10) gjenden mbështetësit (13) që shërbejnë për vendosjen e kampionit për provën në lakim (përkulje). Për provën e fortësisë sipas Brinelit epruveta vendoset në mesin e urës. Rrjedhimi i provës në tërheqje të metalit mund të përcillet nëpërmjet të diagramit të fituar gjatë provës . P.sh, nëse kemi bë provën në tërheqje të epruvetës së çelikut me pak karbon diagrami i varshmërisë së zgjatimit (Δl) nga madhësia e forcës (F) është si në fig.2.10. 22 2003 .
  • 22. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.10 Diagrami forca-zgjatimi për çelik të butë Pika,,Fp“në diagram paraqet madhësinë e forcës në kufirin e proporcionalitetit . Pika,,FE“paraqet madhësinë e forcës në kufirin e elasticitetit që d.m.th. se të gjitha deformimet deri te FE janë elastike gjegjësisht pas ndërprerjes së veprimit të forcës kampioni merr formën e vet të mëparshme dhe dimensionet e para. Në praktikë kjo është forca maksimale me të cilën materiali mund të ngarkohet. Pika,,FV“paraqet madhësinë e forcës në kufirin e rrjedhshmërisë gjegjs. fillimi i deformimeve të mëdha gjatë së cilës forca mbetet e pandryshuar ose edhe zvoglohet. Këtë dukuri të deformimeve të mëdha pa rritjen e forcës e quajmë ,,rrjedhshmëri të materialit’’. Prej kësaj pike (pikaV) kampioni zgjatet shum dhe pjesa e lakuar pëson një thyerje karakteristike. Kjo dukuri shihet më së miri në makinë, për arsye se nuk ekziston rritja e forcës, por përkundrazi forca fillon gradualisht të zvoglohet kurse në kampion vazhdon zgjatja. Duke bërë edhe më tutje një shtim të vogël të forcës, pjesa e zgjatur gjithnjë e më shpejtë rritet gjersa të mos arrijë maksimumin në pikën M. Kjo pikë paraqet forcën maksimale „FM“ të cilën materiali mund ta durojë. Pas kësaj pike forca fillon të bjerë dhe për një kohë të shkurtër kampioni këputet pasi ta ketë arrijtë gjatsinë më të madhe. Në vend të diagramit të këputjes (F-Δl) shumherë shërbehemi edhe me diagramin sforcimi i zgjatjes – zgjatimi specifik(б-ε). Nëpërmjet të këtij diagrami përfitojmë karakteristikat mekanike specifike të materialit të provuar, të cilat nuk varen nga dimensionet e kampionit. Ky diagram është paraqitë në fig.8. 2003 23
  • 23. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.2.11 Diagrami σ-ε për çelik të butë Në këtë diagram madhësit karakteristike janë sforcimet e shkaktuara nga forcat përkatëse : бp – kufiri i proporcionalitetit, gjegjs. sforcimi deri te i cili egziston varshmëria lineare në mes të sforcimit dhe zgjatimit specifik : бp= Fp/ Ao (N/mm2) бε=FE/Ao- kufiri i elasticitetit gjegjs. sforcimi gjatë të cilit pas ndërprerjeve të veprimit të forcës FE ka një deformim të vogël të papërfillshëm . бv=Fv/Ao- kufiri i zgjatimeve të mëdha, ose kufiri i rrjedhshmërisë me të cilën edhe pse forca pushon së vepruari zgjatimi rritet dhe zvogëlohet mjaft seksioni tërthor i kampionit. ζM=FM/A0- paraqet qëndrueshmërinë në tërheqje, gjegjës. sforcimin e shkaktuar nga forca maksimale e tërheqjes FM në njësi të sipërfaqes të seksionit tërthor të kampionit. Diagramet e mësipërm fig.2.10.dhe2.11 nuk vlejnë për të gjitha metalet. Kështu hekuri i derdhur, bakri, zinku, alumini, mesingu, çeliku i kalitur, çeliku gjysëm i fortë, kanë forma tjera të diagrameve të tërheqjes(fig.2.12): Fig.2.12 Diagramet F-Δl për disa metale 24 2003 .
  • 24. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Te metalet me këso forma të diagramit, kufiri i rrjedhshmërisë përcaktohet ashtu që nga pika 0,2% e zgjatimit tërhiqet paralelja me pjesën drejtëvizore të diagramit (fig.2.13). Fig.2.13 Përcaktimi grafik i kufirit σv Në këtë mënyrë është caktuar kufiri i rrjedhshmërisë, gjegjësisht forca,,Fv” gjatë së cilës ka mbetë si deformim i përhershëm 0,2%, ndërsa sforcimi i fituar në këtë pikë quhet kufiri 0,2% (ζ0,2). Deformimet që shkaktohen gjatë provës në tërheqje janë: --Gjatë veprimit të forcës tërheqëse gjatësia e kampionit(lo) rritet për një vlerë të caktuar (Δl)që e quajmë zgjatim momental (i përkohshëm ): l  l  l0 --Me rritjen e mëtejme të forcës tërheqëse zgjatimi rritet gjith derisa kampioni te mos këputet. Këtë zgjatim të kampionit deri në këputje e quajmë zgjatimi i tërë: l1  l1  l0 Raportin   l -e quajmë zgjatim sfecifik l0 Nëse zgjatimi i tërë pjestohet me gjatësinë kampionit (lo) dhe shprehet në përqindje atëherë fitojmë : l   1  100 % -zgjatimi procentual l0 Që të mund ti gjejmë këto zgjatje duhet që gjatë punimit të kampionit saktë të shënohet gjatësia matëse (lo), gjegjësisht gjatësinë të cilën do ta shqyrtojmë gjatë provës që paraqet gjatësinë nominale të kampionit (fig.2.14). Fig.2.14 Shenimi i gjatësisë nominale të kampionit para provës 2003 25
  • 25. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini gjatësia e tërë l1 matet me nonius pasi të jenë bashkuar pjesët e kampionit të këputur, kur këputja është bërë kah mesi . Fig.2.15 Matja e gjatësisë së kampionit me nonius para provës dhe pas këputjes Nëse këputja ka ngjarë në njërin nga skajet e kampionit atëherë matja bëhet ndryshe. Kështu para provës, gjithmonë gjatësia e kampionit lo shenohet me ndonjë ngjyrë në 10 apo 20 pjesë të barabarta. Gjatë provës do të zgjaten të gjitha pjesët, e më së shumti ato afër vendit të këputjes (fig.2.16). Fig.2.16 Pamja e kampionit pas këputjes Në anën më të shkurtë, ndarjet nuk kanë mund të zgjaten shum për shkak të pjesës së zgjeruar të kampionit, gjithashtu edhe në anën tjetër ndarjet janë zgjatë pak për shkak se kanë qenë më të larguara nga vendi i këputjes. Llogaritja e gjatësisë së fundit të kampionit (l1) në këso raste bëhet ashtu që numri i ndarjeve të pjesës së shkurtër matet nga vendi i këputjes dhe shënohet me ,,m”. Numri i njejtë i ndarjeve (në këtë rast 2 ndarje) matet nga ana më e gjatë dhe shenohet me ,,n”. Në rastin tonë (fig.2.16) kanë mbetë të pamatura edhe 6 ndarje, nga të cilat marrim dhe masim vetëm gjysmën më afër vendit të këputjes, d.m.th. 3 ndarje dhe i shenojmë me ,,s” të cilën madhësi e marrim të dyfishuar gjatë llogaritjes së gjatësisë së kampionit pas këputjes l1: l1=m+n+2s gjithashtu në vendin e këputjes me nonius masim dy diametra të kryqëzuar d´ dhe d´´nga të cilët do të gjendet diametri mesatar në vendin e këputjes: 26 2003 .
  • 26. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE d1  d ' d ' ' 2 Përveq deformacioneve të llogaritura më sipër gjatë tërheqjes llogarisim edhe deformimin e shkaktuar përgjatë aksit tërthor në vendin e këputjes së kampionit të cilin deformim e quajmë kontraksion (ngushtim): A  A1   0  100 % A0 A0  A1    d02 4   d12 4 -sipërfaqja e prerjes tërthore të kampionit para këputjes -sipërfaqja e prerjes tërthore në vendin e këputjes Fig.2.17 Kampioni para provës në tërheqje dhe pas provës a1 a Në rast se do të ishte kampioni me seksion tërthor katërkëndor, sipërfaqja e përafërt e prerjes tërthore do të llogaritej sipas fig.2.18: A1  a1  b1 b1 b Fig.2.18 Prerja tërthore e kampionit me seksion katërkëndor 2003 27
  • 27. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Përcaktimi i modulit të elasticitetit Modul i elasticitetit quhet koeficienti i proporcionalitetit (sipas ligjit të Hukut) në mes të sforcimit(ζ) në zonën e elasticitetit dhe zgjatimit përkatës ε : F  F  l0 A E  0   lmes A0  lmes l0 Në fig.e mëposhtme është paraqitë rruga grafike e caktimit të modulit nëse kem diagramin F-Δl të materjalit: E  tg    [N/mm2] Fig.2.19 Përcaktimi në mënyrë grafike e modulit të elasticitetit Praktikisht E caktohet duke bërë matjet precize të zgjatimeve momentale me anë të dy ekstenzometrave (fig.2.20). 28 2003 .
  • 28. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.20 Ekstenzometri për matjen e zgjatimeve Së pari caktohet shtesa e forcës ΔF me të cilën rrisim gradualisht ngarkesën. Për secilën forcë të rritur për ΔF nga ekstenzometri marrim nga dy vlera të zgjatimeve momentale të kampionit Δl´ dhe Δl´´. Nganjëherë e ç’ngarkojmë kampionin për të kontrolluar se a jemi në pikën ,,E“, d.m.th. në kufirin e sforcimeve elastike. Pas disa matjeve mund të njehsojmë zgjatimet momentale mesatare Δl´ mes dhe Δl´´ mes dhe prej tyre l ' l ' ' 2 K Zakonisht bëhen dy seri matjesh me shtesë të ndryshme force ΔF1 dhe ΔF2 dhe në të njejtën mënyrë gjinden dy vlera të modulit të elasticitetit E1 dhe E2, prej të cilave njehsohet E: lmes  E 2  E1  E2 E1  E2 [ N / mm2 ] 2003 29
  • 29. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 2.1.2 Prova në shtypje Provës në shtypje i nënshtrohen kryesisht materialet e egër: hekuri i derdhur, betoni, tullat, guri, druri etj. Gjatë kësaj prove përcaktohen kufiri i qëndrueshmërisë në shtypje dhe shkurtimi e zgjerimi relativ i kampionit. Materialet plastik siq janë: plumbi, alumini, çeliku i butë etj. nuk i nënshtrohen provës në shtypje sepse është e pamundur të caktohet kufiri i qëndrushmërisë në shtypje. Kampioni mund të jetë cilindrik me dimensione d0=20 - 30 mm(fig.2.21) Fig.2.21 Skema e provës në shtypje Për gizën e hirtë përdoren kampionët me dimensione d0=6 ose 10 mm dhe h0=6 ose 15mm. Prova bëhet në makina speciale apo në presa hidraulike. Edhe në këtë provë përdoren instrumente për përcjelljen e deformacioneve me precizitet. Fig.2.22 Kampionët e provuar në shtypje Kështu në fig.2.23 deformacioni paraqitet nëpërmjet diagramit momental). 30 2003 F-Δl (forca shtypëse-shkurtimi .
  • 30. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.23 Diagrami: Forca-shkurtimi momental Si edhe te prova e tërheqjes do të kemi: h h  p  0 1  100%  shkurtimi h0 ho-lartësia nominale e kampionit h1-lartësia pas shtypjes p  A1  A0 100% -zgjërimi A0 A0  A1    d0 2 4   d12 m  p Fm p  4 Fm p A0  sipërfaqja fillestare e kampionit  sipërfaqja pas shtypjes  qëndrueshmëria në shtypje, forca maksimale në shtypje Nga prova në shtypje dallojmë këto dukuri: -metalet që tërhiqen mirë; gjatë shtypjes nuk copëtohen por vetëm petëzohen p.sh. Cu, Pb, Al etj. (fig.2.24). 2003 31
  • 31. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.2.24 Diagrami i provës në shtypje për bakër Fig.2.25 Varshmëria nga raporti h0/d0 e qëndr.në shtypje -gjithashtu qëndrueshmëria në shtypje varet shum nga raporti i kampionit ho/do (fig.2.25). 2.1.3 Prova në lakim Bëhet me veprimin statik të forcës, kryesisht te metalet me aftësi më të vogël tërheqëse. Zakonisht kështu provohet giza e hirtë duke e punuar kampionin direkt me derdhje ose duke e nxjerrur kampionin nga blloku i derdhur. Në shum raste prova në lakim na jep rezultate të vlefshme për qëndrueshmërinë në tërheqje të disa metaleve për të cilat prova në tërheqje nuk do të kishte mund me i dhënë. Kampioni për provën në lakim mund të ketë seksion tërthor katërkëndor ose rrethor. Për gizën e hirtë zakonisht punohet kampioni me prerje tërthore rrethore me diametër (do), me gjatësi (lo), fig.2.26. Fig.2.26 Kampioni për provën në lakim Kampioni mbështetet në dy cilindra me diametër D1 të vendosur në distancë (l1). Ndërsa në mes të kampionit veprohet me forcë (Ffm), gjithashtu me një cilindër shtypës me rreze R (fig.2.27). 32 2003 .
  • 32. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.27 Pamja e kampionit gjatë proves në lakim Fig.2.28 Standardizimi i provës në lakim l1=20 do(mm)-distanca në mes të akseve të cilindrave mbështetës lo=20 do+(20-30)mm-gjatësia e kampionit Fig.2.29 Prova e lakimit me një ngarkesë 2003 33
  • 33. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Tab.3- Përmasat e kampionit dhe paisjes për lakim sipas standardeve Diametri i kampionit do 13 20 30 45 Gjatësia e kampionit lo 300 450 650 1000 Mbështetësit D1 l1 20 260 30 400 50 600 Deri 900 60 Rrezja e cilindrit shtypës R 10-15 25 deri 30 Qëndrueshmëria në lakim ζfm përcaktohet duke u nisur nga momenti i lakimit, nga forca Ffm: Ff  l1 M [ N  mm] M fm  m f  f , 4 W m m W    d03 f  32 Ff m  l1 [mm3 ] - momenti rezistues i prerjes tërthore të kampionit [ N / mm2 ] -qëndrueshmëria në lakim 4W Te kjo provë për metale me aftësi tërheqëse nuk mund të vijë deri te çarja, prandaj nuk mund të caktohet qëndrueshmëria në lakim, respektivisht sforcimi në këtë kufi. Për metale të egra kjo është e mundur dhe pikërisht ato nuk u qëndrojnë forcave në lakim që më së shumti i hasim në praktikë. Sidomos shënime të mira fitojmë duke provuar gizën e hirtë prej të cilës punohen shum detale makinash. Te ato materiale të cilat gjatë provës në lakim nuk shkatërrohen, nuk është e mundur të caktohet qëndrueshmëria në lakim. Për këto materiale caktohet kufiri teknik i sforcimit gjatë lakimit (ζ0,2). m 2.1.4 Prova në përdredhje Prova në përdredhje bëhet kur nevoitet të caktohet qëndrueshmëria e materialit në përdredhje. Kampioni për provën në përdredhje është zakonisht me prerje tërthore rrethore(fig.2.30), me dimensione : do=10 mm, lo=100 mm. Fig.2.30 Kampioni përprovën në përdredhje Kokat mund ti ketë cilindrike apo katërkëndore, varësisht prej nofullave të makinës. 34 2003 .
  • 34. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Kampioni shtërngohet në nofullat e makinës dhe ngarkohet me momentin rrotullues i cili shkakton përdredhjen e fijeve. Njëri skaj është i lidhur për nofullën e palëvizshme, ndërsa skaji tjetër për nofullën rrotulluese (fig.2.31). Fig.2.31 Skema e proves në përdredhje Gjatë përdredhjes prerjet tërthore nuk e ndryshojnë formën, por njëra me tjetrën rrotullohen për kënde të caktuara. Nën ndikimin e momentit të torzionit Mt vie deri te rrotullimi i nofullës së lëvizshme për këndin ψ. Fija AB është rrotulluar për këndin γ në pozitën AB´. Në zonën e deformimeve elastike këndi i rrotullimit ψ mund të llogaritet sipas formulës:  l   d0 2 ku: l (mm)-distanca në mes dy reaksioneve do (mm)-diametri i kampionit Ngarkim më të madh kanë fijet e jashtme, ndërsa duke shkuar nga mesi i seksionit tensioni në përdredhje zvoglohet dhe në mes është i barabart me zero(aksi neutral). Në fig.2.32 është dhënë shpërndarja e tensioneve në përdredhje përgjatë seksionit tërthor. 2003 35
  • 35. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.2.32 Sforcimet gjatë proves në përdredhje Me rritjen e tensionit në përdredhje rritet këndi ψ, ndërsa kampioni e ruan formën rrethore pa u zvogluar prerja. Gjatë provës në përdredhje inçizohet diagrami, momenti i përdredhjes-këndi i përdredhjes (M-ψ). Ky diagram mund të konstruktohet nëse gjatë provës për vlera të ndryshme të momentit përdredhës M lexohen vlerat e këndit të përdredhjes ψ. Në fig.2.33 është treguar një diagram M-ψ për çelik të butë. Fig.2.33 Diagrami moenti-këndi i përdredhjes Diagrami është i ngjajshëm me diagramin e fituar gjatë provës në tërheqje. Në diagram vërehen kufinjët e proporcionalitetit dhe elasticitetit të cilët janë shum afër njëri tjetrit. Nëse kampioni që ka qenë i ngarkuar deri në kufirin e elasticitetit ç’ngarkohet, atëherë ai do të kthehet në pozitën e vet të mëparshme. 2.1.5 Prova në prerje Bëhet në makina universale, kampioni zakonisht nuk merret me diametër më të madh se 25mm. Sipas skemës në fig.2.34, kampioni ngarkohet në prerje nëpërmjet të një vegle në dy seksione, në një distancë. Këtu nuk përcillen deformacionet por vetëm forca maksimale e prerjes së kampionit Fs m. Duke ditur këtë forcë mundë të njehsojmë sforcimin në kufirin e qëndrueshmërisë 36 2003 .
  • 36. Fatmir Çerkini në prerje (fig 2.34): TEKNIKA E MATERIALEVE   2  Fs m   d0 2 [ N / mm2 ] Fig,2.34 Skema e proves në prerje Ky relacion rrjedhë duke supozuar se gjatë prerjes ngjajnë deformacione të pastërta të prerjes, mirëpo në realitet këtu nga sforcimet përkulëse, lindin edhe deformacione përkatëse. Pos këtyre edhe sforcimet shtypëse e bëjnë të veten sidomos te materialet e egër. Fig.2.35 Veprimi i forcave prerëse në bulona 2003 37
  • 37. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Provat e Fortësisë Fortësia është rrezistenca me të cilën një trup i kundërvihet depërtimit të trupit tjetër të fortë në sipërfaqen e tij. Si masë e fortësisë merret madhësia e gjurmës të cilën e lenë shtypësi me formë të caktuar duke vepruar me forcë të caktuar në sipërfaqen e materialit provues. Provat e fortësisë, sipas mënyrës së veprimit të forcës, ndahen në:  prova me veprim statik të forcës dhe  prova me veprim dinamik të forcës Te provat statike forca gradualisht matet deri te vlera maksimale dhe vepron një kohë të caktuar, pastaj zvoglohet ngadal deri në zero. Te prova dinamike të fortësisë forca shkaktohet me goditje, ose fortësia përcaktohet me dëbimin elastik të shtypësit nga sipërfaqja e objektit. Përdorim më të madh kanë metodat statike të përcaktimit të fortësisë. 2.1.6 Prova e fortësisë sipas Brinelit (HB) Për provën e fortësisë sipas Brinelit shfrytëzojmë shtypësin në formë të sferës prej çelikut, e cila shtypet me forcë në sipërfaqen e materialit që provohet. Si masë e fortësisë merret vlera e raportit në mes të forcës F, me të cilën bëhet shtypja e sferës prej çeliku me diameter D dhe sipërfaqes së gjurmës A që len shtypësi (fig.2.36). Fig.2.36 Skema e provës sipas Brinellit Kështu që, fortësia sipas Brinelit mund të jepet sipas formulës: F HB  A 38 2003 .
  • 38. Fatmir Çerkini HB  HB  TEKNIKA E MATERIALEVE  F 2F  N / mm2 2 2 Dh D D  D  d   2  0,102  F  D D  D  d 2 2     0,204  F D D  D  d 2 2  kp / mm  2 Meqenëse gjurma nuk ka formë të rregullt, masim dy diametra normal me njëri tjetrin d´dhe d´´. Prej këtyre gjendet diametri mesatar d: d d   d  2 Sipas standardit duhet të bëhen më së paku tri matje të fortësisë në pozita të ndryshme të materjalit provues. Prej këtyre merret vlera mesatare e fortësisë: HB  HB1  HB2  HB3 3 Për të qenë i plotë shenimi i fortësisë sipas Brinelit, përveç simbolit të fortësisë HB, shenohen edhe të dhënat për diametrin e sferës (mm), forcën e përdorur (daN) dhe kohën e veprimit të sferës (sekonda), si p.sh: 45 HB 2,5 / 62,5 / 20 Që d.t.th: fortësia është 45 sipas Brinelit, e matur me sferë me diametër 2,5 mm, ku veprohet me forcë F=62,5 daN gjatë kohës për 20 sekonda. 2.1.7 Prova e fortësisë sipas Vikersit(HV) Pricipi i punës gjatë provës është i njejtë me atë të Brinelit. Ndryshimi qëndron në atë se te prova e fortësisë sipas Vikersit në vend të sferës përdoret piramida e diamantit. Është provë më e përsosur se prova e fortësisë sipas Brinelit dhe ka këto përparsi: --Fortësia HV nuk varet nga ngarkesa --mund të provohen edhe materialet më të fortë --dëmtimi i sipërfaqeve është minimal --mund të caktohet fortësia e lamarinave shum të holla --mund të caktohet fortësia e shtresave të holla siq janë: të çimentuara, të nitruara, të kromuara etj... Maja e diamantit ka formën e piramidës me bazë në formë katrori dhe këndin e majës 136° (fig.2.37). 2003 39
  • 39. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.2.37 Maja e piramidës prej diamanti Fig.2.38 Skema e provës sipas Vikersit Nën veprimin e forcës shtypëse F, maja e diamantit depërton në sipërfaqën e materialit dhe lenë gjurmë të përhershme në formë katrori (fig.2.38). Me ndihmën e mikroskopit maten dy diagonale të gjurmës d´dhe d´´, në bazë të të cilave llogaritet diagonalja mesatare d, e cila merret si masë për llogaritjen e sipërfaqës së gjurmës: d ' d ' ' d [mm] 2 Në bazë të kësaj diagonaleje llogaritet sipërfaqja e gjurmës A (pjesa e piramidës që ka depërtu në material): A d2 2 sin   d2 d2  2 sin 68 1,8544 [mm2 ] 2 Fortësia sipas Vikersit është: F  2 sin  F 2  1,8544  F [ N / mm2 ]  2 A d d2 Gjithashtu edhe këtu bëhen më së paku tri matje të fortësisë në pozita të ndryshme HV1, HV2 , HV3, dhe merret mesatarja e tyre: HV1  HV2  HV3 HV  3 HV  40 2003 .
  • 40. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 2.1.8 Prova e fortësisë sipas Rokwellit Prova e fortësisë bëhet duke shtypë në material me anë të sferës prej çelikut ose me anë të majës së konit prej diamanti. Për materialet e fortë përdoren majet konike të diamantit me kënde 120° dhe rreze të majës 0,2 mm. Kurse për materiale më të butë përdoren sfera të çelikta me diametër 1/16´´, 1/8´´, 1/4´´dhe 1/2´´. Me metodën e Rokwellit matet thellësia e gjurmës e nëpërmjet saj përcaktohet fortësia. Prova bëhet në makina të ngjajshme për nga konstruksioni me ato të Brinellit e Vikersit me disa ndryshime. Përparësi është shkalla për leximin direkt të fortësisë menjëherë pa pasur nevojë për njehsime. Sipas standardit janë të njohura dy metoda të matjes së fortësisë: sipas shkallës B dhe C. Prova e fortësisë sipas shkallës B bëhet me anë të sferës, ndërsa sipas shkallës C me anë të majës së konit. Te të dya këto metoda matja e fortësisë bëhet në tri faza(fig.2.39) dhe në tab.4. Fig.2.39 Matja e fortësisë sipas Rokwelit Tab.4-Paraqitja skematike e fazave të provës 2003 41
  • 41. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Ecuria e punës gjatë matjes Matja e fortësisë është shum e thjesht. Ecuria e matjes përbëhet nga: - Zgjidhet shtypësi adekuat (sfera e çelikë apo maja konike e diamantit); - Zgjidhet forca e ngarkesës kryesore (F varësisht nga tipi i shkallëzimit); 1 - Kampioni vendoset në tavolinë dhe me ndihmën e boshtit filetor ngritet deri sa ta takojë shtypësin; - Gjatë rrotullimit të boshtit filetor duhet që akrepi i vogël të arrijë nga pika e zezë te ajo e kuqja, ndërsa akrepi i madh në zero për të arrijtë kështu parangarkesën F ; 0 - Pas kësaj lëshohet dorëza me të cilin rast aktivizohet ngarkesa kryesore F ; 1 - Pas kalimin të kohës së duhur akrepi i madh ndalet dhe kështu bëhet ç’ngarkimi i shtypësit nga ngarkesa kryesore F ; t - Vlera e fortësisë lexohet drejtpërdrejt në shkallëzimin adekuat; - Pas mbarimit të proves kampioni çlirohet duke rrotullua boshtin filetor. Simbolizimi i fortësisë sipas metodës së Rokwellit bëhet në këtë mënyrë: 42 2003 .
  • 42. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.40 Aparaturat bashkohore për matjen e fortësisë Në fazën e parë, sfera ose maja e diamantit arrin thellësinë h1. Me këtë ngarkesë mënjanohen ndikimet e vrazhdësive dhe gabimeve tjera që kishin me ndiku negativisht në precizitetin e matjes. Në fazën e dytë duke vepruar me ngarkesën e tërë (parangarkesa+ngarkesa kryesore) shkaktohen deformime elastike dhe plastike dhe sfera apo maja e diamantit arrinë thellësinë h2. Në fazën e tretë hiqet ngarkesa kryesore dhe mbetet vetëm ngarkesa paraprake dhe thellësia do të mbetet h3 më e madhe se h1 e më e vogël se h2. Ndryshimi i thellësisë së gjurmës (h3-h1) merret si masë e fortësisë sipas Rokwellit. Mirëpo te materialet e butë (alumini,plumbi etj.) do të fitoheshin thellësi më të mëdha të gjurmëve(ndryshimi i thellësive më i madh) e me këte edhe fortësia më e madhe që nuk është reale. Për këtë arsye ky ndryshim zbritet nga një numër konstant dhe ate: nëse punojmë me sferë të çelikut konstanta është 130, ndërsa për maje të diamantit është 100. Njësia me të cilën shprehet thellësia e gjurmës është 0,002 mm për çka ndryshimi i thellësisë së gjurmës (h3-h1), pjestohet me 0,002. Mirëpo sot nuk ka nevojë të llogaritet me formula fortësia sipas Rokwellit, sepse mund të lexohet drejtpërdrejt. D.m.th. në vetë aparatin e fortësisë është i montuar një instrument. Në fig.2.41 është paraqitë instrumenti që ka dy shkallëzime: Shkallëzimi HRB me ndarjet prej 30 deri në 130 i shenuar me ,,B’’ dhe shkallëzimi HRC me ndarjet prej 0 deri 100, i shenuar me ,,C’’. 2003 43
  • 43. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.2.41 Instrumenti për tregimin e vlerës së fortësisë sipas Rokwelit Që të arrihet ngarkesa prej 100N (parangarkesa) ekziston treguesi i vogël (1) i cili rrotullohet nga pika e zezë deri te pika e kuqe që tregon ngarkesën prej 100N. Pas kësaj treguesi i madh (2) rrotullohet deri sa të mos përputhet me 0, gjegjësisht me 30. Atëherë veprojmë në materialin provues me ngarkesë të tërë varësisht se cila metodë përdoret HRB apo HRC. Prova e fortësisë me maje të diamantit (Rokwell C) shfrytëzohet për materiale me fortësi HRC=20, deri sa me sferë të çelikut (Rokwell B) përdoret për fortësi HRB=25 deri në 100. Këto metoda hyjnë në grupin e parë. Ekzistojnë edhe metodat e grupit të dytë e të tretë të cilat shfrytëzohen në raste speciale për caktimin e fortësive të mëdha të sipërfaqeve të nitruara apo të çimentuara fortësia e të cilave është HB=600-700 (daN/mm2) e më tepër. 44 2003 .
  • 44. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Provat mekanike me veprim dinamik të forcës 2.1.9 Prova e fortësisë sipas Poldit Prova e fortësisë sipas Poldit është metodë e njohur dhe më e përhapur të cilën më së pari e ka përdorë uzina e njohur e çelikut POLDI në bazë të të cilës edhe e ka marrë emrin. Forca vepron në mënyrë dinamike ose me goditje. Paisja për provë është e vogël në krahasim me makinat për provat tjera, fig.2.42. Përdoret për provat e fortësisë të detaleve të rënda. Prova mbështetet në veprimin goditës të forcës në shtypës, sferë të çelikut me diametër D=10mm. Nga forca goditëse (goditja me çekan) mbeten dy gjurma: në etalon dhe në materialin provues. Si etalon merret pllaka fortësia e të cilës është e njohur sipas Brinelit (HB). Me krahasimin e madhësisë së gjurmave në etalon dhe në materialin provues e gjejmë fortësinë e panjohur. Fig.2.42 Aparati për matjen e fortësisë sipas Poldit Fig.2.43 Principi i caktimit të fortësisë Fig.2.44 Kompleti i aparaturës së Poldit 2003 45
  • 45. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Në fig.2.42 është dhënë forma e aparatit të Poldit. Goditja me çekan në shtyllën (4) përcillet në etalonin (2) i cili e godet sferën prej çeliku(3) e cila len gjurmë në etalon dhe në materialin provues (1). Susta (5) e kthen shtyllën (4) në pozitën e mëparshme. Me (6) është paraqitë trupi i aparatit. Matja e gjurmëve në etalon dhe në material bëhet sikurse te prova e Brinelit. Nëse me dM shenojmë diametrin e gjurmës në materialin provues, e me dE diametrin e gjurmës në etalon, atëherë raportin në mes fortësisë së materialit HP dhe të etalonit HB e gjejmë: 2 HP D  D  d E  HB D  D 2  d 2 M 2 del: HP  HB  D  D2  dE 2 D  D  dm prej nga fortësia sipas Poldit 2 2 [ N / mm2 ] Kjo metodë për caktimin e fortësisë është shum praktike sepse nuk kërkon përgaditje të sipërfaqes së materialit. Aparati është praktik edhe për shkak të bartjes së lehtë, kështuqë prova mund të bëhet kudo. Kushtet e provës Kjo metodë jep rezultate të cilat në praktikë kanë saktësi të knaqshme. Në princip është shumë e thjesht dhe e shpejtë, e ndonjëherë metodë e vetme e mundshme për caktimin e fortësisë. - Diametri i shtypësit është çdoherë është D=10 mm, - Forca me të cilën veprohet në shtypës është dinamike (goditja me çekan), - Diametrat e fituar të gjurmëve duhet të jenë në kufijtë d= 2-4 mm, - Sipërfaqja matëse duhet të jetë e pastër dhe e përpunuar në makina, - Aksi i goditjes duhet të jetë vertical në sipërfaqen e detalit, - Fortësia maksimale e sipërfaqes matëse të detalit duhet të jetë më e vogël se 450 HB, - Fortësia e detalit etalon duhet të jetë e njëtrajtshme nëpër tërë seksionin dhe e caktuar sipas metodës së Brinelit, dhe të jetë sa më afër fortësisë që mendohet të ketë materiali provues. Veprimet gjatë provës - Çekani i Poldit përgatitet për punë me vendosjen e shufrës-etalon në hapjen përkatëse, gjatë së cilës etaloni mbështetet në shtypës nga veprimi i sustës, - Në sipërfaqen e përgaditur e cila matet vendoset çekani i Poldit ashtu që aksi i tij të jetë normal në sipërfaqe, - Me goditje përkatëse me çekan të dorës ndodhë depërtimi i sferës në sipërfaqen e etalonit dhe të materialit, - Gjurmët e fituara në sipërfaqen e materialit dhe të etalonit maten me ndihmën e thjerzës së shkallëzuar, - Nëse diametrat e gjurmëve janë më të mëdhenj se 4mm ose më të vogël se 2 mm prova duhet të përsëritet, - Në bazë të formulës së njohur ose përmes tabelave përcaktohet fortësia sipas Poldit. 46 2003 .
  • 46. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Prova e fortësisë sipas Shorit dhe Lesenit 2.1.10 Metoda e Shorit Principi i matjes së fortësisë, sipas kësaj metode, bazohet në aftësinë e dëbimit elastik të shtypësit prej çeliku nga materiali provues dhe matjes vizuele të lartësisë së dëbimit të parë. Lartësia e dëbimit varet nga lloji i materialit, fortësisë së tij, modulit të elasticitetit, gjendjes së sipërfaqes, masës së detalit, si dhe nga aparati për matje. Prova bëhet në gypin prej çelqi të quajtur skleroskop (fig.2.43) Fig.2.43 Skema dhe pamja e aparatit për matjen e fortësisë sipas Shorit 2003 47
  • 47. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig. 2.44 Pamja e skleroskopëve modern Nëpër gypin e qelqit me gjatësi 254 mm, të ndarë në 130 pjesë, lëvizë shtypësi me masë 2,5 g me maje prej diamanti të formës sferike. Gjatë matjes së fortësisë shtypësi lëshohet me ra lirisht pa fërkim nëpër gypin prej qelqi në sipërfaqen e materialit provues. Lartësia e dëbimit të parë të shtypësit lexohet në shkallëzim dhe tregon fortësinë e kërkuar. 48 2003 .
  • 48. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Kushtet e provës - Aplikohet gjatë matjes së fortësisë së çelikut dhe lamarinave të forta me fortësi 225 deri 940 HV, - Në vendin e njejtë bëhet vetëm një matje. - Vlera e fortësisë të pjesës është vlera mesatare nga më së paku 5 matjeve, - Temperatura gjatë provës është ajo e dhomës (në raste të veçanta edhe 10-35oC), - Masa e bazamentit, në të cilin vendoset materiali provues duhet të jetë së paku 2-3 kg. Veprimet gjatë provës - Aparati për matje-Skleroskopi i Shorit, vendoset shtrëngueshëm në sipërfaqen e pjesës që matet, kontrollohet a është vendosë vertikal me anë të libellës. - Ngritet shtypësi në pozitën më të lartë, - Lirohet shtypësi që lirisht të bie (me shtypjen e pullës), - Përcillet me kujdes dëbimi i shtypësit dhe regjistrohet lartësia e dëbimit, - Në bazë të vlerës mesatare të kërcimit elastik të shtypësit mund të llogaritet fortësia sipas Shorit në fortësi sipas Vikersit. Fig.2.45 Raporti i fortësisë sipas Shorit dhe fortësisë sipas Vikersit 2003 49
  • 49. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 2.1.11 Metoda e Lesenit Gjithashtu edhe kjo metodë bazohet në aftësinë dëbuese të materialit. Por këtu paisja është e konstruktuar ndryshe, sepse punon në principin e lavjersit në të cilin është vendosur kunji(fig.2.46) dhe quhet duroskop. Fig.2.46 Matja e foretësisë sipas Lesenit Fig.2.47 Duroskopët modern Kunji (1) lëshohet prej lartësisë fillestare h1, e godet shtypësin (3) dhe dëbohet deri në lartësinë e re h2 të cilën e lexojmë në shkallëzim harkor dhe e cila paraqet vlerën e fortësisë. Pjesa harkore është e ndarë në 70 njësi. Edhe këtu te metoda e duroskopit bëhen së paku tri matje, ndërsa vlera mesatare merret si e vërtetë. 2.1.12 Prova e shtalbësisë Shtalbësia është vetia e materialit që t’iu rezistojë forcave goditëse, ndërsa thyeshmëria është e kundërta e shtalbësisë për materiale që nuk u rezistojnë forcave goditëse. Për të vërtetu kufinjt në mes këtyre dy vetive në materiale të ndryshme bëhet prova e shtalbësisë. Kjo provë është mjaft e përhapur dhe përdoret me të madhe, kështuqë është e standardizuar. Sipas standardit përcaktohet në mënyrë precize marrja e kampionit, dimensionet e tij, mënyra e provës etj. Makina për provë quhet lavjerrësi Sharpit (fig.2.48). 50 2003 .
  • 50. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.48 Lavjerësi i Sharpit për matjen e shtalbësisë Në te është vendosur koka me peshë G në largësi R dhe lartësi h1. Masa e kokës goditëse është m=20 kg, ndërsa G=m·g . Energjia potenciale është në këtë rast G·h1 e cila duhet të mjaftojë përthyerjen e kampionit. Forca për thyerje përfitohet nga rënja e kokës me peshë G nga një lartësi e caktuar h1. Pas thyerjes së kampionit lavjerrësi nuk do të ndalet por do të vazhdojë rrugën e vet gjer në lartësinë h2, d.m.th. i ka mbetur ende energji potenciale e pahargjuar që do të jetë G·h2. Ndryshimi i këtyre dy energjive që njëkohësisht paraqesin punë, na jep energjinë, gjegjësisht punën e hargjuar për thyerjen e kampionit: A=A1-A2=G·h1-G·h2=G(h1-h2) [daN·m] ose [ daJ ] Punën A ose energjinë e hargjuar mund ta shprehim nëpërmes këndeve α1 dhe α2 : h1=R-Rcosα1 , h2=R-Rcosα2 h1-h2=? , h2-h1=R-Rcosα2-R+Rcosα1=R(cosα1-cosα2) A=GR(cosα2-cosα1) Për të gjetë vlerën G·R nisemi nga vlerat fillestare të energjisë potenciale (10,20 ose 30) varësisht nga lloji i materialit që provojmë. Zakonisht marrim G·h1=20 (daNm) dhe kemi: 20 20  G  h1  GR(1  cos 1 ) GR  prej nga del se: 1  cos  1 A 20 20 cos  2  cos 1  [daNm]  cos 1 1cos  11 1J  1Nm Ndërsa shtalbësia e kërkuar për materialin e provuar merret nga raporti i punës së hargjuar për thyerjen e kampionit ndaj sipërfaqes në prerjen tërthore të epruvetës në vendin e këputjes: 2003 51
  • 51. TEKNIKA E MATERIALEVE  Fatmir Çerkini A (daJ / cm 2 ) S S  10  (10  3)  70mm2 S  0,7cm 2 D.m.th. kampioni për këtë provë sipas standardit gjerman DIN 50115 merret me madhësi 10 10  55mm , me një prerje në mes dhe të dhënat tjera si në (fig.2.49). Fig.2.49 Vendosja e kampionit për provën e shtalbësisë në mbështetësa Thellësia e prerjes mund të jetë 2mm (në kampionet italiane), 3 (në ato gjermane), 5 (në ato franceze). Më poshtë janë dhënë vlerat e dimensioneve të kampionit dhe kanalit për disa metoda: Tabela 5- Dimensionet e kampionit sipas standardeve Metoda ISO-V ISO-U DVM DVMF 52 b mm 10 10 10 8 a mm 8 5 7 6 2003 R mm 0,25 1 1 4 α ° 45 0 0 0 .
  • 52. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Provat e metaleve dhe lidhjeve në temperatura të ulëta dhe të larta Këto prova bëhen me qëllim të përcaktimit të vetive mekanike të metaleve në temperatura të ulëta apo të larta, gjegjësisht në ato temperatura në të cilat ai material do të punojë d.m.th. në temperatura të punës. Provat e deritanishme në temperaturë normale 20°C nuk mjaftojnë për njohjen e të gjitha vetive të materialit. Kështuqë duke e rritur apo ulur temperaturën e kampionit, bëjmë të njejtat prova për verifikimin e qëndrueshmërisë si te provat e mëparshme në temperaturë normale. Makinave dhe paisjeve për prova iu shtohen edhe paisjet për ftohje apo nxemje. 2.1.13 Provat në temperatura të ulëta Bëhen në hulumtimin e vetive të fortësisë dhe qëndrueshmërisë të materialeve të egër në temperaturë -60° deri -70°C. Ka raste kur provat bëhen edhe në temperatura shum të ulëta (-196° deri -269°C). Vetitë mekanike të metaleve në temperatura të ulëta varen kryesisht nga lloji i rrjetës kristalore, madhësitë e kokërrzave, sasia dhe shpërndarja e primesave, nga elementet legurues. Te metalet me rrjetë kristalore heksagonale të dendur (magnezium, titan, berilium), deformimet plastike janë të kufizuara qysh nga 0°C. Rrjetat kubike me centrim në faqe, lelojnë deformacione plastike edhe gjatë zvoglimit të temperaturave. Kështu, nikeli, bakri, alumini, plumbi, ari, platina dhe disa legura të tyre e ruajnë plasticitetin e tyre edhe gjatë temperaturave mjaft të ulëta. Përkundrazi, te metalet me rrjeta kubike me centrim në qendër (α-hekuri, kromi, molibdeni, volframi, vanadiumi, tantali) me ramjen e temperaturës, zvoglohet edhe aftësia për deformim dhe në temperatura të caktuara ato kanë prirje për thyerje pa u lajmërua deformimet plastike. Në fig.2.50 është paraqitë ndikimi i ndryshimit të temperaturës në zgjatimin relativ për disa metale. e[%] Fig.2.50 Ndikimi i ndryshimit të temperaturës në zgjatimin relative për disa metale 2003 53
  • 53. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Mënyrat e provave dhe aparaturat Përcaktimi i karakteristikave mekanike të materialeve në temperatura të ulëta (prej 0° deri -269°C) shoqërohet me probleme të shumta. Njëri nga problemet kryesor është ftohja e kampionëve në temperaturë të kërkuar si dhe mbajtja në këtë temperaturë gjatë gjithë kohës së provës. Për përcaktimin e vetive mekanike gjatë temperaturave të ulëta zakonisht përdoren aparaturat dhe instrumentet standarde që përdoren për temperatura normale. Këtyre aparaturave iu shtohen komorat për ftohje të kampionëve të quajtura kriostate (fig.2.51). Koha e nevojshme për ftohjen e kampionëve varet nga masa e tyre (madhësia e kampionëve), por edhe nga përqueshmëria termike e materialeve të kampionëve dhe paisjeve ftohëse. Gjatë provës është e domosdoshme që të sigurohet shpërndarje e njëtrajtshme e temperaturës në prerje tërthore dhe në gjatësi. Shpërndarja e njëtrajtshme përgjatë prerjes tërthore të kampionit me sipërfaqe prej 10 deri 200 mm2 për temperaturën deri -196°C arrihet për kohën prej 5 deri 30 min. Humbjet e energjisë varen nga paisjet izoluese të vendosura në kriostate,por edhe nga temperatura e ftohjes. Duhet të theksohet se humbjet e energjisë gjatë ftohjes së metaleve deri në temperaturën e heliumit (269°C) janë dhjetra herë më të mëdha se sa për nxemjen e tyre deri në temperaturën e shkrirjes. Te kriostatet për ftohje deri në -196°C, për izolim termik shërbejnë mënyrat dhe mjetet klasike, ndërsa për ftohje më të thella kriostatet punohen dy shtresëshe, hapsira në mes e të cilëve mbushet me gaz rrjedhës ose muret punohen me izolator shtresor me vakum në kombinim me hapsirat e ftohura me azot të lëngët. Fig.2.51 Aparatura për provë me komorën për ftohje 1.kampioni, 2.Nofulla e epërme shtërnguese, 3.Nofulla e poshtme, 4.Komora për provë,5.Pompa, 6.Membranat, 7.Rezervoari, 8.Izolimi, 9.Përziersja, 10.Servomotori, 11.Termostati, 12.Termometri 54 2003 .
  • 54. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Si mjete ftohëse në kriostate përdoren shum materie. Për temperaturë afër 0°C përdoret akulli me shtesë të krypës (NaCl). Temperaturat deri në -80°C arrihen me përzierje të (CO2 të ngrirë) me sasi të nevojshme të lëngjeve që kanë temperaturën e ulët të ngrirjes (acetoni, alkoholi, benzina). Për temperatura edhe më të ulëta përdoren gazrat rrjedhës që kanë temperaturën e vlimit shum të ulët: oksigjeni(-183°C), argoni (-186°C), azoti (-196°C), hidrogjeni (-253°C) dhe heliumi (-269°C). Matja e deformacioneve te provat në temperatura të ulëta bëhet me tenzometra elektrorezistues(konstantani), kryesisht për deformacione të vogla (deri 1%) dhe me tenzometra elektromekanik për matjen e deformacioneve më të mëdha. 2.1.14 Provat në temperatura të larta Nevoja për hulumtimin e karakteristikave mekanike të metaleve në temperatura të larta rrjedh nga detyra për të siguruar fortësi dhe siguri të nevojshme në punë të pjesëve të ngarkuara në temperatura të larta në makinat bashkohore energjetike dhe në konstruksione (motorët e ndryshëm, kazanat e avullit, turbinat e avullit dhe me gaz) të cilat gjatë eksploatimit iu nënshtrohen ndikimeve të temperaturave të larta. Provat e metaleve gjatë temperaturave të larta kryhen në ngarkesa afatshkurte dhe afatgjate. Temperaturat mund të jenë prej 500-1100°C dhe prova bëhet me një shpejtësi të rritjes së ngarkesës së caktuar, sepse në temperatura të larta, brenda në strukturën e metalit të nxehur, ndodhin proqese rikristalizimi. Deformimet maten me ekstenzometra special të cilët me njërën anë gjinden brenda aparaturës nxehëse, e pjesën tjetër jasht që mundëson leximin e deformimit. 2.1.15 Provat teknologjike Me prova teknologjike nënkuptohen provat e përpunueshmërisë së metaleve. D.m.th. këtu duhet verifikuar vetitë teknologjike të materialit që paraqesin aftësinë e tijë për tu përpunuar me metodat e njohura. Ky lloj i provave nuk kërkon përgaditje apo aparaturë speciale. a) Prova në kuposje Kësaj prove i nënshtrohen lamarinat prej të cilave punohen enë të ndryshme, kapakë të ndryshëm të automobilave, të aeroplanëve dhe lloje të ndryshme të detaleve që punohen me anë të kuposjes. Siç e dijmë, kuposja paraqet aftësinë e një materiali për të marr formë të kupës gjatë deformimit në të ftohët, pa u plasaritë. Meqenëse gjatë punimit të pjesëve të ndryshme proqesi mund të dështojë dhe me ktë rast shkaktohen humbje të materialit. Atëherë me qëllim që të evitohen këto humbje, para se të fillojë proqesi i prodhimit lamarina duhet të provohet në kuposje. Prova në kuposje bëhet për lamarinat me trashësi prej 0,2 deri 2 mm. Sipas standardit prova në kuposje bëhet në aparatin e Eriksenit (Erichsen) (fig.2.52). 2003 55
  • 55. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Kushtet e provës janë identike me kushtet reale të kuposjes së lamarinës. Rëndom merret një lamarinë me diametër  70mm si kampion për këtë provë. Vendoset në mes të unazave të aparatit dhe shtërngohet ashtuqë gjatë provës të mos rrudhet. Kjo forcë shtërnguese është rreth 1000 daN. Para provës sipërfaqet e kampionit dhe sipërfaqja e shtypësit duhet të lyhet me një shtresë të hollë të lubrifikantit. Prova bëhet në më tepër se dy kampione. Nëpërmjet të sferës me diametër 20mm të vendosur në pistonin e aparatit veprojmë me forcën F duke e detyruar lamarinën të kuposet derisa lamarina të çahet. Çarja shikohet në pasqyrë të aparatit. Në momentin e çarjes e masim thellësinë përkatëse h që na paraqet aftësinë e materialit në kuposje. Prova bëhet me shpejtësi rreth 0,1(mm/s), e cila ngadalësohet kah fundi me qëllim që të vërehet çarja e parë kur lexohet thellësia. Fig.2.52 Prova në kuposje b) Prova në lakime të shumfishta Bëhet për të verifikuar qëndrueshmërinë e materialit (zakonisht telave dhe shiritave) në lakim të shumfisht. Lakimi i shumfisht realizohet duke e shtërnguar kampionin në nofulla speciale dhe duke e lakuar me shpejtësi prej një lakimi në sekond alternativisht për 90° në të dy anët (fig.2.53). Prova e lakimit të shumfisht mund të bëhet deri në këputjen e plotë të kampionit, ose deri në një numër të caktuar të lakimeve. 56 2003 .
  • 56. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Një lakim konsiderohet kur kampioni lakohet prej O-A-O, ndërsa lakimi tjetër nga O-B-O. Lakimi i fundit numrohet vetëm nëse këputja ndodhë gjatë kthimit të kampionit në pozitën O. do=0,2-0,7 do=0,7-8 gjatësia e telit R=1,25-1,75 R=2,5-20 L=150mm h=25-50 h=50-75 Fig.2.53 Prova në lakime të shumfishta c) Prova në lakim Si provë teknologjike shërben për të verifikuar aftësinë e materialit që të lakohet pa u dëmtuar gjatë përpunimit në temperaturë të dhomës 20°  5°C. Për provën në lakim kampioni mund të ketë prerje tërthore rrethore, katrore, katërkëndore e në raste të posaçme edhe forma tjera. Sipas standardit për seksion katërkëndësh gjatësia e kampionit duhet të jetë: L  5a  150mm , ku a paraqet trashësinë e kampionit dhe merret zakonisht a  30mm. Skajet e kampionit duhet lëmuar që të kenë rreze rrumbullaksimi r  0,1a . Varësisht nga trashësia a merret edhe rrezja e cilindrave mbështetës R: për a  12 R=25 për a  12 R=50 2003 57
  • 57. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Cilindri shtypës merret me diameter më të vogël se cilindrat mbështetës D. Distanca në mes dy cilindrave mbështetës D+ 2a + 2 R (fig.2.54). Fig.2.54 Dimensionimi i provës teknologjike në lakim Në këtë rast e lakojmë kampionin gradualisht gjith deri sa të mos lajmërohet plasaritja e parë, e masim këndin i cili tregon aftësinë e materialit për tu lakuar. Nëse me këtë mënyrë nuk mund të arrihet çarja, atëherë në mes të anëve të lakuara vehet një copë dhe vazhdojmë lakimin deri sa të paraqitet çarja (fig.2.55). Fig.2.55 Skema e proves pasi që nuk arrihet çarja ndërmjet dy mbështetësve Ose heqet edhe copa dhe veprohet deri sa të takohen dy skajet. d) Prova në petëzim Bëhet në temperaturë normale dhe në temperaturë të lartë. Kështu aftësia e materialit për tu petëzuar duke u shtypur do të tregohet përmes gjërësisë së shtrirjes pa u dëmtuar (pa u plasaritë apo pa u çarë). Prova bëhet në presa ose në çekana mekanik apo pneumatik. Kampioni merret sipas figurës. 58 2003 .
  • 58. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.56 Skema e proves në petëzim e) Prova e sustave Kjo provë bëhet me qëllim që të caktojmë konstanten e sustave (Δh). Konstanta e sustave është madhësia e cila tregon se për çfarë vlere rritet lartësia e sustave (Δh1) gjatë veprimit të forcës tërheqëse prej 10 N, ose të zvoglohet për (Δh2) kur në te vepron forca shtypëse gjithashtu prej 10 N (fig.2.57). Rezultati i provës zakonisht tregohet me anë të grafikut ku në ordinatë vehet Δh1 ose Δh2 e në abshisë rritja e forcës. Fig.2.57 Paraqitja e konstantës së sustës në grafik f) Prova e aftësisë në kalitje Kalitja është proqes i përpunimit termik, ku çeliku nxehet në temperaturë 30 deri në 50°C mbi vijën GSK, gjegjësisht mbi Ac3 për çeliqe paraeutektoidale dhe mbi Ac1 për çeliqe paseutektoidale, mbahet për një kohë në këtë temperaturë dhe pastaj ftohet shpejt në mjedis ftohës. Me anë të kalitjes, çelikut apo ndonjë lidhjeje, pa ia ndryshua gjendjen agregate, arrijmë të ia ndryshojmë gjendjen strukturale, të ia përmirësojmë vetitë mekanike, zakonisht fortësinë. Të gjitha llojet e çeliqeve nuk janë të afta për tu kalitur, ndërsa ato që janë ndryshojnë sipas një shkalle. Aftësinë për tu kalitur e çmojmë në bazë të thellësisë së shtresës së kalitur. 2003 59
  • 59. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Për përcaktimin e thellësisë së shtresës së kalitur, kryesisht përdoren tri metoda: -metoda e Grosmanit- metoda e kalitjes së gjithanshme -metoda e Xhominit- metoda e kalitjes (ftohjes)ballore -metoda analitike Metoda e Grosmanit 80 70 Fortësia,HRC 60 % MART ENSIT 99,9% 96,0% 90,0% 60,0% 50,0% 50 Fortësia Bazohet në ndryshimin e fortësisë sipas diametrit të detalit të plotë cilindrik. Kështu nga çeliku që dëshirojmë të ia caktojmë kalitshmërinë përgaditen shufra me diametra të ndryshëm të cilat ftohen në të njejtin mjet ftohës në kushte të njejta. Sipas diametrave maten fortësitë dhe kështu fitojmë lakoret e ndryshimit të fortësisë (fig.2.58). Zona e kalitur Zona e kalitur 50 HRC 40 30 zona e pakalitur 20 10 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 %C Diametri i detalit Fig.2.58 Përcaktimi i kalitshmërisë sipas metodës së Grosmanit Në fig.2.59 janë paraqitë lakoret e fortësisë për disa profile të çelikta:  30, 36, 50, 75 mm pas kalitjes. Kaliten aq cilindra deri sa mos të gjendet trashësia e cila në qendër të seksionit do të ketë (50% martenzit +50% trostit). Kjo metodë hargjon shum material, për këte më rrallë përdoret. 60 2003 .
  • 60. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.59 Lakoret e fortësisë për disa profile të çelikta pas kalitjes Metoda e Xhominit (Jominy) ø25± 0,5 ø25± 0,5 ø25± 0,5 Fig.2.60 Kampioni për kalitje me dimensione ø38± 0,5 ø26 97± 0,5 103± 0,1 100± 0,5 97± 0,5 97± 0,5 100± 0,5 97± 0,5 6± 0,1 ø32± 0,5 ø38± 0,5 ø26 103± 0,1 ø32± 0,5 6± 0,1 Kjo metodë hargjon më pak material, më shpejtë na sjell deri te rezultati, për këtë në praktikë më shpeshë përdoret. Prova është e standardizuar ku parashihen kushtet e provës, kampioni, paisjet etj. Kampioni-ka formë cilindrike dhe merret nga materiali që duhet të provohet. Gjatë marrjes së kampionit dhe gjatë përpunimit të tij duhet pasur kujdes që kampioni të mos pësojë ndryshime strukturale nga nxemja. Pasi të punohet në përmasa të përafërta, duhet të retifikohet sipërfaqja ballore. Kampioni duhet të jetë i normalizuar dhe të ketë këto përmasa (fig.2.60) ø25± 0,5 Fig.2.61 Kampioni kur nuk ka material të mjaftueshëm 2003 61
  • 61. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Nëse nuk kem material të mjaftueshëm për kokën mbështetëse, atëherë kampioni punohet si në fig.2.61 ku në vend të kokës punohet unaza shtërnguese. Në rastet kur seksioni i materialeve nuk lejon punimin e kampionit standard, atëherë punohet mikrokampioni dhe vendoset në bartësin cilindrik (fig.2.62). Fig.2.62 Mikrokampioni për proven në kalitje Për provën e çeliqeve me kalitshmëri të dobët përdoren kampionët si në fig.2.63. 100 97 Ø32 Ø25 Ø20 Ø12,5 25 Fig.2.63 Forma e kampionit për çeliqe me kalitshmëri të dobët Nxemja e kampionit-bëhet në furrë me atmosferë neutrale. Kjo furrë duhet të jetë në gjendje të nxejë kampionin për 40 minuta dhe të ketë mundësi rregullimi të temperaturës  5°C. Nëse nuk ka atmosferë mbrojtëse, atëherë kampioni vendoset në një futrollë prej materiali zjarrëdurues. Në fundin e kësaj futrolle vendosen ashkla të hekurit të derdhur (fig.2.64). 101 Ø25,5 4 Fig.2.64 Futrolla prej materialit zjarrdurues për kalitje 62 2003 .
  • 62. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Temperatura e kalitjes së çelikut varet nga lloji dhe përbërja kimike, veçmas nga përbërja e C (tab.6). Tabela 6-Temperaturate kalitjes së çeliqeve, varësisht nga përqindja e karbonit LLOJET E ÇELIQEVE Përbërja e Temperatura karbonit[%] e kalitjes [°C] Çeliqet karbonik dhe çeliqet e lidhur me mangan, molibden, krom, deri 0,25 0,26-0,36 krom-molibden, krom-nikël dhe nikël-molibden 0,37-0,55 0,56-0,90 Çeliqet e lidhur me silicium,mangan-silicium,krom-mangan- 0,15-0,24 0,25-0,44 silicium, krom-vanadium,etj. 0,45-0,65 deri 0,25 Çeliqet me krom-mangan-titan dhe krom-mangan-molibden 900 870 840 820 900 880 870 900 Çeliqet me nikël,krom-nikël, krom-mangan-nikël-molibden, krom- deri 0,25 nikël (1,25%Ni dhe 2%Cr) 840 Pas nxemjes në temperaturën e kalitjes, kampioni brenda 5sec.bartet nga furra në paisjen për ftohje ballore ku ftohet 10 minuta në temperaturë të ujit 10 deri 25°C. Pajisja për ftohje është treguar në fig.2.65. Fig.2.65 Pajisja për ftohje ballore të kampionit gjatë provës në kalitshmëri Lartësia e shtyllës së ujit duhet të arrijë h=65  5 mm (fig.2.66). Kampioni vendoset si në (fig.2.67) vërtikalisht në distancë nga qepi për 12,5 mm, diametri i qepit duhet të jetë d=12,1 mm. 2003 63
  • 63. Fig.2.66 Lartësia e shtyllës së ujit 97± 0,5 12,5± 1 97± 0,5 12,5± 1 65± 5 Fatmir Çerkini 65± 5 TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.67 Lartësia e ballit të kampionit nga qepi Pas përfundimit të ftohjes kampioni duhet të retifikohet në dy anë të kundërta përgjatë tërë gjatësisë në trashësi 0,4 mm. Njëra sipërfaqe shërben për me vendosë në tavolinë, tjetra për matjen e fortësisë në aparatin e Rokwellit ose të Vickersit (fig.2.68). balli i kampionit 8x2 ...x 4 0,4 Fig.2.68 Matja e fortësisë së kampionit pas kalitjes Rezultatet e fituara të fortësisë shenohen në një tabelë dhe pastaj për çdo vend matje vendosim vlerën e fortësisë HRC në diagram (fig.2.69). 64 2003 .
  • 64. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 65 60 1000 800 45 700 40 600 35 500 30 400 25 HV 900 50 HRC 55 300 20 200 15 100 10 0 5 l 10 20 25 30 15 Largësia nga balli i kampionit 35 (mm) 40 45 50 55 60 65 Fig.2.69 Përcaktimi i thellësisë së kalitjes nëpërmjet diagramit Duke e tërhequr paralelen me abshisën nga 50 HRC deri në lakore, gjejmë thellësinë e shtresës së kalitur  l që paraqet aftësinë e çelikut për t´u kalitur. 2003 65
  • 65. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 2.1.16 Prova e përpunueshmërisë në prerje Metoda e shpimit Materiali që provohet vehet në tavolinën e makinës shpuese dhe me anë të puntos shpohet. Në të njejtën mënyrë është shpuar edhe materiali-etalon dhe është caktuar thellësia LE që puntoja depërton në etalon për 100 rrotullime. Kështu tani krahasojmë thellësinë e shpuarjes në materialin provues LM me ate të etalonit, prej nga fitojmë përpunueshmërinë relative (aftësinë në shpuarje) fig.2.70. Fig.2.70 Skema e provës teknologjike të shpimit Metoda e dy thikave Në makinën tornuese i vejmë dy thika prerëse të materialeve të ndryshme p.sh. nga çeliku shpejtprerës dhe lidhja e fortë (fig.2.71). Të dy këto thika janë të izoluara dhe kanë dimension dhe gjeometri të njejtë të tehut. Nga materiali që provohet hiqet ashkla me seksion të njejtë prej të dy thikave. Kur ato të lidhen në mes vedi me përques dhe galvanometër, do të paraqitet një forcë elektromotore që rrjedh nga materialet e ndryshme të thikave. Kjo forcë elektromotore është proporcionale me temperaturën që lind gjatë prerjes. Kështu duke i krahasuar shpejtësitë e prerjes të disa materialeve në temperaturë të njejtë, do të shohim sa është përpunueshmëria e tyre në prerje me thikë. G Fig.2.71 Skema e proves teknologjike në prerje me thikë 66 2003 .
  • 66. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Prova e litarëve të çelikut Litarët e çelikut kanë përdorim të gjërë në vende ku drejtëpërdrejtë është e rrezikuar jeta e njeriut ( si në ashensorë, vinça në objekte ndërtimore, në anije, në repartet e uzinave e gjetiu). Për këtë arsye litarët e këtillë duhet të provohen para vënjes në përdorim dhe atë në mënyra të ndryshme. Një nga provat është të ngrehurit e tij. Sepse nëse litari nuk është i ngrehur mirë, atëherë mund të dalë prej rrotave udhëzuese ose kur është i ngrehur për së tepërmi, atëherë shkaktohen sforcime të brendshme që e dëmtojnë gërshetimin e tij. Të ngrehurit e litarit është në disa mënyra: (fig.2.72 dhe fig.2.73). Fig.2.72 Prova në ngrehje e litarëve të çelikut Sipas fig.2.73 të ngrehurit e litarit provohet duke e ngarkuar litarin në mes detaleve udhëzuese me forcë 10N. Spostimi f nuk guxon të jetë më i madh se 1/ 200 e gjatësisë l . F= 10 N l/2 f= 1/200 l Fig.2.73 Prova e litarëve në përkulje 2003 67
  • 67. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 2.2 PROVAT PA SHKATËRRIMIN E KAMPIONIT 2.2.1 Provat për zbulimin e defekteve në material Sot, prodhimtaria, e në raste të caktuara edhe eksploatimi (i shum konstruksioneve të rëndësishme), nuk mund të mendohen pa përdorimin e provave pa shkatrrim. Këto prova mundësojnë hulumtimin e pjesëve të gatshme të makinave dhe konstruksioneve pa u shkatrruar materiali. Meqenëse qëllimi kryesor i hulumtimit të materialeve me metodat pa shkatrrim është zbulimi gabimeve, gjegjësisht defekteve, këto prova quhen prova defektoskopike. Si gabime në material, në përgjithësi definohen të gjitha johomogjenitetet e strukturës në materiale. Ndërsa, me metodat defektoskopike zbulohen kryesisht mikro dhe makrodefektet në formë të poreve gazore, përbërjet jometalike (zgjyra), çarjet dhe gabimet tjera në material. Ekzistojnë shum metoda për zbulimin e defekteve: -provat me rreze të rentgenit -provat me rreze gama -provat me ultrazë -provat me magnete -provat fluoroscente -provat vizuele -provat metalografike Provat me rreze-x dhe rreze-γ quhen edhe prova radiografike. a) Provat me rreze të Rendgenit Rrezet e Rendgenit (ose rrezet-x) janë valë elektromagnetike me gjatësi valore 5  107 deri në 0,01  10 7 mm dhe me frekuencë 5  1015 deri në 5  1021 Hz . Si burim i rrezeve të rendgenit shfrytëzohet gypi i rendgenit (fig.2.74). 68 2003 .
  • 68. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 11 12 10 9 8 3 1 2 220 V 4 5 6 7 Fig.2.74 Skema e provës me rreze të Rendgenit 1.Katoda ndriçuese, 2.Anoda prej bakri, 3.Paisja për ftohje, 4.Pllaka prej volframi apo molibdeni, 5.Gypi i rendgenit, 6.Burimi i rrymës elektrike, 7.Trafoja e tensionit të lartë, 8.Pllaka me vrimë për orientimin e rrezeve, 9.Materiali që provohet, 10.Pllaka fotografike, 11.Pasqyra, 12.Vështruesi Gypi i rendgenit përbëhet prej katodës dhe anodës, të cilat janë të vendosura në balonin prej qelqi, në të cilin ka vakum të lartë. Katoda është e punuar nga spiralja e volframit, ndërsa anoda është një pllakë prej ndonjë metali të vendosur në mbajtësin prej bakri me qëllim të përcjelljes më të mirë të nxehtësisë. Katoda, nën veprimin e rrymës elektrike me tension të lartë, nxehet dhe emiton elektrone me energji të vogël. Këto elektrone përshpejtohen në fushën elektrike në mes të katodës dhe anodës dhe me shpejtësi të madhe (50-90% të shpejtësisë së dritës), gjegjësisht me energji të madhe kinetike godasin në anodë. Një pjesë e kësaj energjie shndërrohet në tufë elektromagnetike, të quajtura rreze x ose të rendgenit. 2003 69
  • 69. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Me anë të kësaj metode duke shfrytëzuar efektin e rrezeve të Rendgenit për të kaluar nëpër materiale, zbulojmë defektet në detalet e fituara me derdhje, petëzim si dhe te lidhjet e salduara dhe te lamarinat për kontrollin e trashësisë. Rrezet x që dalin nga gypi kanë veti që të thyhen dhe të dëbohen në kristale, kështuqë me to mund të zbulohen edhe gabimet në mes kristaleve (gabimet interkristalore). Prodhimi i rrezeve x bëhet në aparatin e Rëndgenit, ku gypi i Kuligjit ndodhet në tension 80 deri 300kV (ndonjëherë edhe deri 600kV). Fuqia depërtuese e këtyre rrezeve është: gjatë 80 kV------40mm Al gjatë 110 kV-----100mm Al gjatë 200 kV-----60mm Fe gjatë 230 kV-----60mm Cu Rrezet që kalojnë nëpër material po hasën në zbrazëtira, do të kalojnë më lehtë dhe në pllakën fotografike do të shihen si vende më të ndriçuara. Një pjesë e rrezeve absorbohet varësisht nga homogjeniteti, trashësia dhe lloji i materialit. Mbrojtja nga rrezet e Rendgenit Rendgeni, gjegjësisht rrezet-X, si ato primare ashtu edhe ato sekondare (të dëbuara) ndikojnë dëmshëm në organizmin e njeriut. Përdoruesit e aparatit të Rendgenit duhet patjetër mirë të jenë të mbrojtur nga ndikimi i atyre rrezeve. Doza e rrezatimit, të cilës i ekspozohet organizmi i njeriut nuk duhet të kalojë 10 μr/sek (10 mikrorendgen në sekondë), ose gjatë punës katërorëshe organizmi nuk guxon brenda muajit të rrezatohet më shumë se 4 r. Në tabelën më poshtë janë dhënë trashësitë minimale të lamarinave të plumbit të cilat duhet të përdoren si mbrojtëse nga rrezet e rendgenit. Tabela 7- Trashësitë minimale të lamarinave të plumbit për mbrojtje nga rrezet e rentgenit Tensioni në gypin e Trashësia e lamarinës Tensioni në gyp. e Trashësia e lamarinës Rendg. deri ( kV ) në (mm) Rendg. deri ( kV ) në (mm) 75 1 250 6 100 1,6 300 9 125 2 350 12 150 2,5 400 15 170 3 400 35 200 4 600 -- 70 2003 .
  • 70. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE b) Provat me rreze γ (gama) Edhe rrezet γ janë valë elektromagnetike, por me gjatësi valore më të vogël prej 0,2  107 deri 0,001  107 dhe frekuencë 5  1018 deri 5  1024 Hz. Janë më të forta se rrezet e rendgenit, kështuqë depërtojnë më thellë në material, si dhe janë më të përshtatshme për punë. Me këto rreze mund të provohen materiale të trashë deri në 250 mm. Gjithashtu edhe këtu figura e gabimit mbetet në pllakën fotografike. Burimi i rrezatimit me rreze gama vihet në mes, ndërsa detalet që provohen, rreth tij. Pas secilit detal vihet filmi. Rrezet γ i fitojmë nga radiumi, e në kohën e fundit kryesisht nga izotopet e kobaltit Co60, iridiumit, etj. Çdo atom përbëhet prej bërthamës të elektrizuar pozitivisht dhe elektroneve që rrotullohen rreth saj nëpër trajektoret e veta të caktuara. Bërthama është e përbërë nga protonet dhe neutronet. Elektronet dhe protonet janë grimca të elektrizuara, me sasi të njejtë të elektricitetit por me shenjë të kundërt. Neutronet për nga elektriciteti janë neutrale. Protonet dhe neutronet kanë përafërsisht masë të njejtë dhe dimensione të njejta, ndërsa elektronet masë shum më të vogël (rreth 1800 herë më të vogël). Atomet të cilat në bërthamë kanë numër të njejtë të protoneve por numër të ndryshëm të neutroneve, quhen izotope të atij elementi. Për një numër të caktuar të neutroneve ekziston ekuilibri në mes forcave nukleare dhe elektrostatike në bërthamë-bërthama stabile. Nëse bërthama ka më shum apo më pak neutrone, atëherë ajo është jostabile dhe shpërbëhet (coptohet) gjithnjë deri sa të mos bëhet stabile. Kjo dukuri quhet izotop radioaktiv. Në vazhdim të shpërbërjes së tij lirohet tepricë e energjisë gjithnjë deri sa të mos bëhet stabile, gjatë së cilës lajmërohet rrezatimi nuklear. c) Provat me ultrazë (ultratingull) Ultratingulli është dridhje mekanike me frekuencë mbi 20 kHz. Për dallim nga tingulli i zakonshëm që ka frekuencë 2∙102 deri 2∙104Hz dhe mund të dëgjohet me vesh, ultratingulli nuk mund të dëgjohet sepse ka frekuencë të madhe prej 2∙104deri 10∙1010Hz. Ultratingulli fitohet në mënyra të ndryshme. Më së tepërmi përdoret efekti piezoelektrik i kuarcit, d.t.th. deformimi i tij nën ndikimin e fushës elektrike. Kështu nëse në kristalin e kuarcit ndikon rryma elektrike alternative ai bymehet dhe tkurret me frekuencë të njejtë me ate të tensionit të rrymës elektrike. Në këtë mënyrë fitohet dridhja mekanike që quhet ultratingull. Ultratingulli përcillet në materialin provues duke e mbështetur mirë kristalin e kuarcit në sipërfaqen e tij. Ultratingulli depërton mirë nëpër material. Nëse është intenziteti i fortë depërton deri në anën tjetër dhe kthehet. Kështu përcaktohet trashësia e materialit (fig.2.75). Gabimet që janë paralel me vijat e ultrazërit nuk mund të zbulohen me kokë normale por me kokë të pjerrët. Gjithashtu në tegelet e salduara koka normale nuk mund të vendoset mbi tegel, kështuqë përdoret koka e pjerrët që vendoset anash tegelit dhe zbulon gabimin në tegel si në fig.2.76. 2003 71
  • 71. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.2.75 Zbulimi i defekteve me ultrazë Fig.2.76 Përdorimi i kokës së pjerrët te tegelet e salduara 1.Materiali, 2.Ultrazëri, 3.Gabimi Edhe pengesat më të imëta në material me përmasa deri 10-3 mm për ultratingullin janë pengesa të pakalueshme. Në këtë mënyrë zbulohen defektet në detale me trashësi prej 0,5-300 mm. Me ultrazë mund të zbulohen defekte edhe në detale me trashësi më të mëdha, sepse depërtimi i ultrazërit mund të bëhet edhe deri në thellësitë 8-10 m. d) Provat me magnete Kjo provë përdoret te detalet që mund të magnetizohen (giza e hirtë, çeliku). Detali që provohet pastrohet mirë dhe vendoset në mes poleve të elektromagnetit nëpër mbështjellat e të cilit kalon rryma e vijueshme njëkahore (fig.2.77). Fig.2.77 Skema e proves me magnete 72 2003 .
  • 72. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Në mes poleve, nëpër material, kalojnë vijat magnetike, reprezente të fushës magnetike. Ato po të hasin në defekt shmangen nga rruga e rregullt, kështuqë nëse hedhim pluhurin feromagnetik në sipërfaqen e materialit, ai do të mblidhet në vendin e defektit dhe në këtë mënyrë zbulon vendin dhe formën e defektit. Meqenëse plasaritjet paralele me vijat e fushës magnetike vështirë hetohen, atëherë detali duhet të provohet në më shumë anë. Pluhuri feromagnetik (ferooksidi) tretet në yndyrë, naftë ose alkohol dhe në atë formë hudhet mbi materialin provues. Gjithashtu shumherë përdoren edhe përzierje magnetike me ngjyra dhe përzierje fluoroscente magnetike, grimcat e shndritshme të të cilave lehtësojnë zbulimin e gabimeve edhe në pozicione të papërshtatshme. e) Provat fluoroscentike Me anën e kësaj metode zbulohen gabimet në sipërfaqen e materialit. Sipërfaqen që e provojmë më parë duhet ta pastrojmë mirë, pastaj e lyejmë me krypëra fluoroscente me ngjyra të ndryshme. Pas fshierjes me leckë të terur, sipërfaqja e tillë shiqohet duke e ndriçuar me rreze ultravjollce të filtruara në gjatësi valore 3600 A° (Angstrema). Aty shihen qartë gabimet apo përpunimi ose gjendja e sipërfaqes e cila krahasohet me një sipërfaqe etaloni. Njëkohësisht mund të bëhet edhe fotografimi i saj, mirëpo për këte duhet të përdoret ngjyra e kaltër. Për shiqim përdoret ngjyra e verdhë e kryprave. Vërejmë se këto prova veçohen nga të mëparshmet, sepse na i zbulojnë edhe defektet që ato nuk kanë mundësi ti zbulojnë. 2.2.2 Provat metalografike Ndërtimi i brendshëm i materialeve dhe struktura e tyre luajnë rol të rëndësishëm në vetitë e përgjithshme të materialeve. Me njohjen e strukturës së një materiali, ne disponojmë njohuri të plota për ta përdorur atë. Prandaj, provat metalografike, që bëhen duke filluar me sy, mikroskop të ndryshëm dhe metaloskop elektronik, janë shum të përhapura. Në kohë të fundit me anë të këtyre provave janë duke u analizua edhe thyerjet (fraksionet) e detaleve të ndryshme makinerike gjatë punës. Me ndihmën e metaloskopëve mund të vërehen ndryshimet në kampion dhe të shikohen pjesë të cilat me syrin e lirë nuk mund të dallohen. Fotografia e pastër për shikim fitohet vetëm nëse kampioni përkatës është mirë i përpunuar në sipërfaqe dhe nëse bëhet rritja 50 deri në 2000 herë. Me anë të provave metalografike mund të caktohen: madhësia, forma dhe shpërndarja e kokërrzave të kristaleve, homogjeniteti i strukturës, mardhënja e komponenteve strukturale, madhësia dhe forma e mbeturinave, si dhe deformimi i kokërrzave gjatë përpunimit. Pastaj mund të vërehet lajmërimi i korrozionit, oksidimi sipërfaqësor. Gjithashtu provat metalografike kanë rëndësi të veçantë për hulumtimin e kualitetit të pjesëve të përpunuara termikisht. 2003 73
  • 73. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini a) Mikroskopi metalografik Mikroskopi për provat e metaleve ndryshon nga mikroskopi i cili përdoret në mjekësi, biologji dhe lëmi tjera. Me anë të mikroskopit shikohet sipërfaqja e përgaditur e kampionit. Pjesët kryesore të mikroskopit metalografik janë: -burimi i dritës -pjesa optike me ocular dhe objektiv dhe -mbështetësi i kampionit (fig.2.78). Fig.2.78 Skema e mbështetjes së kampionit për shiqim me metaloskop Prova duhet të fillojë me një rritje më të vogël të mikroskopit, e pastaj kalohet në rritje më të madhe. Rritja fitohet me shumëzimin e rritjes së objektivit dhe rritjes së okularit. Mikroskopët metalografik janë të paisur edhe me aparaturën për fotografimin e strukturës së kampionit dhe me rrjetën krahasuese e cila përdoret për përcaktimin e madhësisë së kokërrzave të kampionit. Skema e një mikroskopi metalografik është paraqitë në fig.2.79. 74 2003 .
  • 74. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.2.79 Skema e një metaloskopi Fig.2.80 Mikroskop i thjesht 1-Zhdukja e vrazhdësive, 2-objektivët e ndryshëm, 3-vendi i vendosjes së kampionit, 4-pasqyra 2003 75
  • 75. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.2.81 Mikroskopi optik 1-okulari, 2-objektivët e ndryshëm, 3-paisja për përcjelljen e fotos së objektit në okular , 4- vend vendosja e objektit, 5-orijentuesi i rrezeve të dritës në objekt, 6-pasqyra b) Kampioni Për shikimin ose fotografimin e sipërfaqes që e analizojmë duhet bëhet një pregaditje paraprake mekanike dhe kimike. Pregaditja fillon duke e marrë një pjesë nga materiali të cilin e analizojmë. Kjo bëhet duke e prerë në torno, frez apo zdrukth. Gjatë pregaditjes është me rëndësi që të ruhet struktura e materialit bazë, duke bërë ftohjen intenzive. Pastaj sipërfaqja retifikohet me gurë zmerill me imtësi të ndryshme dhe me rrotullim të bushtit kryesor 200 deri 2000 rr/min, ashtuqë që temperatura e kampionit të mos rritet më shum se 100°C. Në pregaditjen mekanike bënë pjesë lëmimi dhe polirimi me anë të vajrave speciale e pastaj pastrimi me ujë të destiluar dhe alkohol duke e lënë që të teret mirë. Pregaditja kimike vazhdon me gërryerjen kimike me anë të reagjensave siq janë: tretjet e acideve, kryprave etj. Tretja e tyre bëhet në ujë, alkohol, glicerinë etj. Kështu sipërfaqja e pregaditur, e cila e ka humbur shkëlqimit metalik dhe ka formë të relieft mund të shikohet dhe të fotografohet. 76 2003 .
  • 76. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE c) Albumet krahasuese Për përcaktimin e strukturës së materialit bazë i cili provohet, nevoitet që të përdoren albumet krahasuese të strukturave të ndryshme të materialeve. Në bazë të fotografisë së fituar në mikroskop dhe fotografisë së ngjajshme në album mund të caktohet struktura e përafërt e materialit, si dhe përbërja kimike e tij. d) Realizimi i provës -Kampioni vendoset në mbështetës të mikroskopit -Zgjidhet objektivi dhe okulari varësisht nga nevoja për zmadhim të strukturës së kampionit. -Vizatohet struktura e përafërt e kampionit ose fotografohet, dhe -Caktohet struktura e kampionit duke bërë krahasimin me strukturën e ngjajshme nga albumi. 2003 77
  • 77. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini KAPITULLI III 3. KRISTALOGRAFIA 3.1 NDËRTIMI I BRENDSHËM I METALEVE Me zbulimin e rrezeve të Rendgenit (1895), gjegjësisht me fillimin e përdorimit të tyre për studimin e ndërtimit të metaleve (1912), është vërtetuar se vetitë e metaleve dhe materialeve tjerë nuk varen vetëm nga natyra e atomeve, por edhe nga mënyra e grupimit të tyre në hapsirë. Shpërndarja e atomeve te të gjitha materiet nuk është e njejtë. Disa materie kanë shpërndarje të rregullt të atomeve,ndërsa disa plotësisht të parregullt. 3.1.1 Struktura e metaleve dhe lidhjeve metalike Varësisht nga mënyra e shpërndarjes së atomeve në hapsirë të gjithë trupat e ngurtë mund ti ndajmë në dy grupe: Trupa amorf –të cilët përbëhen nga atome të shpërndara pa ndonjë rregull në vëllimin e tyre ( çelqi, masat plastike, etj.). Mund të shkrihen disa herë duke mos ndryshuar vetitë e tyre. Kalojnë gradualisht në gjendje të lëngët dhe anasjelltas pa pasur një temperaturë të shkrirjes apo të ngurtësimit të caktuar, p.sh. çelqi shkrihet nga 500-1750°C. Trupa kristalor - të cilët përbëhen prej atomeve të vendosura sipas një rregulli në vëllimin e tyre (metalet, diamanti, etj). D.m.th. të gjitha metalet dhe lidhjet e tyre, kanë ndërtim kristalor. Nëse vështrojmë një pjesë metalike, shohim se ajo përbëhet nga një numër i madh i kristaleve (grimcave) që janë në mes vedi ngusht të lidhura (fig.3.1a). Nëse sipërfaqja e ndonjë pjese metalike polirohet, këto grimca mund të shiqohen me mikroskop të zmadhuar për 100X (fig.3.1b). Nëse kjo pjesë shiqohet me mikroskop që zmadhon 10 milion herë, mund të shihet se në çdo kristal atomet shpërndahen njësoj në rrjetën atomike (fig.3.1c). Nëse do të mund të bëhej zmadhimi (teorik) në 10 miliard herë, atëherë do të mund të shihej bërthama atomike me elektronet rreth saj (fig.3.1d). a)copë metali b)kristalet e zmadhu- ara 100 herë c)rrjeta atomike e zma- d)atomi i zmadhuar dhuara 10 milion herë 10 miliard herë Fig.3.1 Një copë metalike e zakonshme dhe e zmadhuar 78 2003 .
  • 78. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Në këtë mënyrë formohen rrjetat kristalore, nga forma e të cilave varen vetitë e metaleve. Atomet në këto rrjeta mbahen në mes vedi në distancë të caktuar me ndihmën e forcave tërheqëse. Nëse këto atome i mendojmë të bashkuara me via të drejta, ato do të formojnë figura të rregullta gjeometrike që quhen rrjeta kristalore. Shkenca e cila mirret me studimin e shpërndarjes së atomeve në kristale quhet kristalografi. Çdo rrjetë kristalore i ka karakteristikat e veta, e ato janë: parametri, dendësia e rrjetës dhe rrafshi kristalor. Parametri i rrjetës është distanca në mes të qendrave të dy atomeve fqinjë në një rrafsh kristalor. Njësia për matjen e parametrit është Angstremi (A°). 1 A°=10-7mm=10-8cm Me dendësi të rrjetës kuptojmë numrin e atomeve që i takojnë një qeluleje elementare kur ajo gjindet në tërësinë e një rrjeteje kristalore. Fig.3.2 Numri koordinativ i atomeve është 12 Ndërsa rrafshet kristalore formohen nga renditja e rregullt e atomeve gjatë ngurtësimit (fig.3.3a dhe b). a) b) c) Fig.3.3 Skema e rrjetës kristalore a)atomet në rrafshin kristalografik , b)shënimi i thjeshtësuar i atomeve, c)rrjeta hapsinore kristalore Shpërndarja paralele e disa rrafsheve kristalore në hapsirë formon rrjetën kristalore hapsinore (fig.3.3c). 2003 79
  • 79. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Shumica e metaleve kristalizohet në katër lloje të rrjetave kristalore hapsinore, të cilat për nga simetria janë më të thjeshtat: kubike, heksagonale, tetragonale dhe romboidale (fig.3.4). Fig.3.4 Format e rrjetave kristalore Rrjetat kubike -varësisht nga vendosja e atomeve në rrjetë, mund të jenë: -Rrjeta kubike me centrim në qendër (fig.3.5) -Rrjeta kubike me centrim në faqe (fig.3.6) Fig.3.5 Rrjeta kubike me centrim në qendër Fig.3.6 Rrjeta kubike me centrim në faqe 80 2003 .
  • 80. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Rrjeta kubike me koncentrim në qendër (fig.3.7), lajmërohet shumë shpeshë te metalet. Te këto rrjeta atomet janë të shpërndara nëpër kulme dhe një në pikëprerjen e diagonaleve. Sipas kësaj rrjete kristalizohen metalet e dhëna në tabelën 8. Tab.8 Metali Parametri α (A°) αFe 2,87 αCr 2,88 V 3,01 Mo 3,14 W 3,16 Ta 3,30 Fig.3.7 Numri i atomeve në një rrjetë k.c.q. Në këto rrjeta atomet e kulmeve nuk mund të takohen në mes vedi, ashtuqë mbesin meshapsira të lira në të cilat mundet me hy ndonjë atom i jashtëm me diametër më të vogël. Përveq kësaj kjo meshapsirë mundëson depërtimin më të lehtë të trupave të jashtëm në brendi të rrjetave. Për këtë të gjitha metalet që kristalizohen sipas kësaj rrjete janë të butë. Çdo këso rrjete përmban vetëm dy atome të plota, 1 atom në mes dhe nga 1/8 në 8 kulme (fig.3.7). 1 1  8   2 atome 8 Rrjeta kubike me koncentrim në faqe(fig.3.8), i ka atomet e shpërndara nëpër kulme dhe në pikëprerje të diagonaleve të faqeve të kubit. Sipas kësaj rrjete kristalizohen metalet e dhëna në tab.9. Tab.9 Metali Parametri a (A°) Cu 3.61 Ag 4,07 Al 4,04 Au 4,07 Pb 4,94 γFe 3,65 βCo 3,55 Ni 3,52 Metalet që kristalizohen sipas kësaj rrjete, kanë veti të mira për përpunim me deformim plastik dhe janë mjaft të forta në sipërfaqe. Çdo këso rrjete përmban 4 atome të plota,gjegjësisht në 8 kulme nga 1/8 dhe në 6 faqe nga 1/2 (fig.3.8). 2003 81
  • 81. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 1 1 8   6   4atome 8 2 Fig.3.8 Numri i atomeve në një rrjetë k.c.f. Rrjetat heksagonale Te rrjetat heksagonale atomet shpërndahen nëpër kulme dhe në prerje të diagonaleve të dy bazave gjashtë këndore, si dhe tri atome në mes hapsirave të atomeve të rrafshit të I dhe të III, (fig.3.9). Fig3.9 Skema e rrjetës heksagonale D.m.th. kjo rrjetë ka tri rrafshe që janë të mbushura më së shumti me atome (I,II,III). Gjithashtu edhe kjo rrjetë është dendur e mbushur me atome, kështu një rrjeteje i takojnë 6 atome. Në baza, në 6 kulme nga 1/6,në prerje të diagonaleve të bazave nga 1/2, si dhe në rrafshin e II 3 atome (fig.3.9). 1 1 2 baza  (6   )  3 në rrafshin e II = 6 atome 6 2 Metalet që kristalizohen sipas kësaj rrjete nuk janë të përshtatshme për deformacione plastike. 82 2003 .
  • 82. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.3.10 Rrjeta heksagonale Sipas kësaj rrjete kristalizohen metalet në tab.10. Tab.10 Metali Parametri a (A°) Be 2,27 Mg 3,20 Zn 2,66 Cd 2,97 βCr 2,72 Co 2,51 Rrjetat tetragonale Disa metale kristalizohen sipas rrjetës tetragonale (fig.3.11). Këto rrjeta paraqesin një prizëm katërfaqsore të rregullt me raport c/a >1. Nëse ky raport është =1, rrjeta tetragonale kalon në rrjetë kubike. Kjo rrjetë mund të jetë e koncentruar në sipërfaqe (indiumi) dhe e koncentruar në hapsirë siq është kallaji (βSn). Gjithashtu disa metale kristalizohen sipas rrjetës kristalore në formë romboidale. Sipas kësaj forme kristalizohen Hg, Sb etj. Me ndërrimin e formës së rrjetave kristalore te metalet ndërrojnë edhe vetitë mekanike dhe teknologjike. Fig.3.11 Numri i atomeve të një rrjete heksagonale 2003 83
  • 83. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 3.2 FORMIMI I KRISTALEVE Po të bëhej ngurtësimi i lirë i metaleve, gjatë kalimit prej gjendjes së shkrirë në gjendje të ngurtë, pa ndikimin e faktorëve të jashtëm, forma e kristaleve do të ishte çdoherë gjeometrikisht e rregullt. Mirëpo, pasi që në formimin e kristaleve ndikojnë faktorë të ndryshëm gjatë kristalizimit, kristalet nuk mund të marrin formë të jashtme të rregullt. Kështu, kristalet e formuara me formë të jashtme të parregullt quhen kristalite, ndërsa struktura e ndërtuar nga kristalitet quhet polikristalore. 3.2.1 Materialet izotrop dhe anizotrop Shpërndarja e atomeve në rrjetën kristalore nuk është e njejtë në rrafshe dhe drejtime të ndryshme të kristaleve. Për këtë arsye, vetitë mekanike dhe fizike të kristaleve ndryshojnë varësisht nga drejtimet e strukturave kristalore. Materiali është anizotrop nëse vetitë e tijë varen nga drejtimi kristalografik. P.sh. metalet deformohen në drejtimet përgjatë të cilave atomet janë më të ngjeshura. Moduli i elasticitetit të aluminit, i cili kristalizohet në rrjetë kubike me centrim në faqe, është 75.9 GPa në drejtimin (111), por vetëm 63.4 GPa në drejtimin (100). Materiali është izotrop nëse ka veti të njëjta në drejtime të ndryshme. Fig.3.12 Rrafshet kristalografie Anizotropia Duke studjuar rrjetat kristalore të metaleve vërejmë se të gjitha rrafshet nuk janë njësoj të mbushura me atome dhe distancat në mes atomeve nuk janë të njejta. Nga kjo vlenë edhe konstatimi i mësipërm se as vetitë e metaleve në të gjitha drejtimet nuk janë të njejta. Këtë dukuri e quajmë anizotropi. 84 2003 .
  • 84. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Mënyrat e studimit të ndërtimit të metaleve Ekzistojnë shumë mënyra për studimin e strukturës së metaleve. Ndahen në dy lloje: Studimi i ndërtimit të brendshëm të kristaleve dhe studimi i formës së jashtme të kristalit. Ndërtimi i brendshëm, gjegjësisht shpërndarja e atomeve në rrjetën kristalore, studjohet me analizën rendgenostrukturale, duke shfrytëzuar rrezet e rendgenit. 3.3 PROQESI I KRISTALIZIMIT Proqesi i kristalizimit të metaleve dhe lidhjeve të tyre kryhet gjatë kalimit nga gjendja e lëngët në gjendje të ngurtë. Përveq kësaj, deri te kristalizimi mund të vijë edhe në gjendje të ngurtë gjatë kalimit nga një modifikim alotropik në tjetrin (rikristalizimi). Në bazë të studimeve shumvjeçare është ardhë deri te përfundimi se proqesi i kristalizimit kryhet në dy faza, dhe ate: -formimi i qendrave kristalizuese në tërë fazën e lëngët, dhe -rritja e kristaleve për rreth qendrave të formuara kristalizuese. Të dy proqeset gjatë kristalizimit ndodhin përnjëherë. Kalimi prej njëres gjendje agregate në tjetrën, varet nga temperatura, presioni dhe koha. Kjo varshmëri, mund të tregohet në diagramin e mëposhtëm (fig.3.13). Prej diagramit shihet se, për disa materie, gjatë presioneve të zbritura specifike, është i mundur kalimi direkt, prej gjendjes së ngurtë në gjendje të gazët, pa kalu nëpër gjendje të lëngët. Fig.3.13 Kalimi nga njëra gjendje agregate në tjetrën në varësi nga temperatura dhe presioni Atomet e materialeve në gjendje të lëngët, gjinden në lëvizje kaotike, ndërsa në gjendje të ngurtë të njejtat atome, gjinden në vende të caktuara në rrjetat kristalore. 2003 85
  • 85. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Kalimi i materialit prej njerës gjendje agregate, në gjendjen tjetër, quhet transformim fazor. Dallojmë kalimin e materialit nga gjendja e ngurtë në gjendje të lëngët (shkrirja) dhe anasjelltas –kalimi nga faza e lëngët, në gjendje të ngurtë (ngurtësimi, kristalizimi). Që të kryhet proqesi i kristalizimit, nevoitet një interval kohor, i cili varet nga shpejtësia e ftohjes. Proqesi i kristalizimit skematikisht është treguar në fig.3.14. a b c d e f Fig.3.14 Skema e paraqitjes së fazave të kristalizimit Kristalizimi fillon në shumë vende në fazën e lëngët-duke u formuar qendrat kristalizuese. Në formimin e numrit të qendrave kristalizuese mund të ndikohet me shpejtësi të ftohjes, pastaj prania e ndytësirave që e shoqërojnë çdo metal, si dhe me shtimin e elementeve speciale për këtë qëllim të quajtur modifikator. Krahas qendrave të para që vijnë duke u zmadhu, lindin edhe qendra të reja. Në vazhdim duke shkuar nga fundi i kristalizimit, kristalet rriten dhe nuk mbetet më lëng mes tyre. Kalimi prej gjendjes së lëngët, në të ngurtë mund të tregohet me anë të lakoreve të ftohjes, gjegjësisht të ngurtësimit, në koordinatat koha-temperatura. (fig.3.15). 86 2003 .
  • 86. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE a) b) c) Fig.3.15 Lakoret e ftohjes,gjegjësisht ngurtësimit të materialeve amorfe(a) dhe kristalore(b,c) Te materialet amorf, lakoret e ftohjes (të ngurtësimit), janë pa kurrëfarë ndërprerjesh, p.sh. te çelqi (fig.3.15a). Ndërsa te shkrirja metalike ftohja shkon kontinualisht pa kurrëfarë ndryshimi kualitativ të gjendjes, gjithë deri te temperatura e kristalizimit (fig.3.15b). Gjatë temperaturës së kristalizimit në lakoren temperatura- koha, vjen deri te ngecja, d.m.th. proqesi i kristalizimit kryhet gjatë temperaturës konstante, sepse sasia e nxehtësisë së hargjuar plotësohet me nxehtësinë e ndarë për proqesin e kristalizimit, d.m.th. nxehtësinë latente të kristalizimit. Temperatura e vërtetë e kristalizimit është pak më e ulët se temperatura teorike e kristalizimit (tt). Diferencën në mes këtyre dy temperaturave (tt-tk) e quajmë shkallë të nënftohjes. Te disa metale pas nënftohjes (fig.3.15c), nxehtësia latente e kristalizimit kryhet aq shpejtë, ashtu që në fillim të kristalizimit temperatura ngritet deri afër temperaturës teorike (tt) siq është rasti te antimoni. Mirëpo te shumica e metaleve shkalla e nënftohjes është e vogël ashtu që mund të mos merret në konsiderim gjatë eksperimentimit. 3.3.1 Format e kristaleve Proqesi i vërtetë i kristalizimit është shumë i komplikuar nga ndikimi i faktorëve të ndryshëm. Në shpejtësinë e proqesit të kristalizimit ndikojnë këta faktorë: shpejtësia dhe kahja e ndarjes së nxehtësisë, prania e grimcave të forta (të cilat mund të jenë gadi qendra kristalizuese), etj. Në fig.3.16 janë paraqitë format më të njohura të kristaleve. 2003 87
  • 87. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini a) Kristalet dendride b) Kristalet në formë gjilpëre c)Kristalet në formë lamele Fig.3.16 Format e kristaleve gjatë ftohjes -Kristalet dendride Duke marrë parasysh se kristalet më shpejtë rriten në drejtim të largimit të nxehtësisë, gjegjësisht në drejtim të vendeve të ftohura, në fillim të kristalizimit, nga një qendër e kristalizimit zhvillohet në ato drejtime një kristal në formë gjilpëre, në të cilin nën kënd të drejtë të tjerat, ashtuqë fitohet kristali i quajtur dendrid. -Kristalet gjilpanore Formohen gjatë ftohjes shumë të shpejtë të masës së shkrirë të metalit. Përfaqësues më kryesor të këtij lloji janë strukturat e martenzitit. -Kristalet me formë lamele Formohen nga dy lloje kristalesh, prej nga edhe janë heterogjene. Të dy llojet e kristaleve, kristalizohen nga masa homogjene ose nga tretja e ngurtë. Shembëll i strukturës së kristaleve në formë lamele është struktura hekur-perlit. Vetitë mekanike të metalit me këso strukture janë të mira dhe metali është i përpunueshëm. Polimorfia Disa metale në temperatura të ndryshme kanë tipe rrjetash të ndryshme. Këtë veti të metaleve që të mund të ndërrojnë rrjetën kristalore, varësisht nga temperatura dhe shtypja, e quajmë polimorfi. Nga 20 metale polimorf që i njohim, hekuri është më i rëndësishmi. Në fig.3.17, janë të treguara ndryshimet polimorfike të hekurit në varësi nga temperatura. 88 2003 .
  • 88. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.3.17 Ndryshimet polimorfike të hekurit Nga 1539°C deri në 1401°C, hekuri siq shihet kristalizohet në rrjetë kubike me centrim në qendër (δ). Nga 1401°C deri në 900°C, rikristalizohet në rrjetë kubike me centrim në faqe (γ). Nga 900°C, hekuri prap rikristalizohet në rrjetë kubike me centrim në qendër (β), pastaj prap nga 768°C rikristalizohet në rrjetë kubike me centrim në qendër me parametër tjetër (α). Në diagram është paraqitë edhe lakorja e nxehjes së hekurit me pikat kritike që ndryshojnë pak nga ato të ftohjes. Këto temperatura të rikristalizimit, gjegjësisht kalimit të hekurit prej një rrjete në tjetrën, i quajmë temperatura kritike. 2003 89
  • 89. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 3.3.2 Deformimet e strukturave kristalore Më parë kemi pa se vetitë mekanike të metaleve varen nga rrjetat kristalore, sipas të cilave kristalizohet metali. Nga veprimi i forcave të jashtme, vjen deri te deformimi i rrjetave, të cilat mund të jenë elastike dhe plastike. Deformimet elastike -manifestohen me çvendosje të vogël të atomeve në raport me atomet tjera dhe zhduken me ndaljen e veprimit të forcave të jashtme (fig.3.18). a) b) Fig. 3.18 Deformimet elastike të rrjetave Deformimet plastike -janë rrjedhim i ndikimit të forcave më të mëdha të jashtme (fig.3.19), që ka si pasojë çvendosjen e një grupi të atomeve në krahasim me të tjerat, ndërsa pas pushimit të veprimit të forcave, zhduken deformimet elastike (a) e mbesin deformimet plastike (b). a) b) Fig.3.19 Deformimet plastike të rrjetave kristalore Nga figura shihet se nga ndikimi i forcave të jashtme ka ardhë deri te çvendosja e dy rendeve të sipërme të atomeve në raport me rendet e poshtme për dy atome në të djathtë. 90 2003 .
  • 90. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 3.3.3 Defektet e strukturës kristalore të metaleve dhe gabimet në rrjetat kristalore Struktura kristalore e vërtetë e metaleve kurrë nuk është ideale. Te kristalet e ndryshme gjithnjë ekzistojnë disa çrregullime apo gabime, gjë që në mënyrë të dukshme ndikojnë në vetitë e tyre dhe në proqese që zhvillohen te to. Mund të thuhet se numri i disa llojeve të gabimeve, për çka do të bëhet fjalë këtu, është proporcional me ndryshimet e temperaturës së kristaleve. Me termin çrregullim nënkuptohet devijimi nga ligjshmëria gjeometrike e renditjes së atomeve në hapsirë, gjë që ka si pasojë që të gjitha atomet në rrjetën kristalore të mos e kenë rrethinën e afërt të njejtë. Gabimet te kristalet janë vërtetuar me anë të provave të ndryshme. Studimin e defekteve të strukturave kristalore do ta bazojmë në skema që ndërtohen në baza gjeometrike. Sipas formës gjeometrike dhe mënyrës së shpërndarjes në rrjetën kristalore, defektet mund të jenë: 1)pikësore, 2)lineare, 3)sipërfaqësore dhe 4)vëllimore. Defektet pikësore Përcaktimi i këtyre defekteve është dhënë me anë të skemës në fig.3.20 dhe fig.3.21. 1)Vakanca(zbrazëzira) është mungesa e një atomi nga një pozicion normal i rrjetës, 2) Atom i ndërfutur(intersticion) që hyn në boshllëqet e rrjetës kristalore, 3)Atom i huaj është një atom me natyrë kimike të ndryshme nga ai i metalit bazë i cili mund të hyjë në rrjetë ose me ndërfutje (3), ose duke zavendësuar atomin bazë (4,5). Flitet shpesh për atome vetëndërfutëse, me qëllim që ky tip defekti të dallohet nga ai me atome të huaja të ndërfutura (p.sh. C në hekur etj). Te metalet këto defekte mund të krijohen në mënyrë individuale dhe të pavarur nga njëri-tjetri. Fig.3.20 Defektet atomike pikësore: 1)vakancë,2) vetëndërfutës, 3) ndërfutës i huaj, 4,5,)atome të huaja në zavendësim Fig.3.21 Pamja e rrjetës me boshllëqe dhe ndërfutje 1)vakancë, 2)ndërfutje 2003 91
  • 91. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Boshllëqet (vakancat) mund të lindin edhe kur atomet në rrjetë i lëshojnë vendet e tyre për të ndërtuar rrafshin e ri kristalor të rrjetës. Ky rast është i paraqitur në fig.3.22, e është i njohur me emrin defekt sipas Shotkit. Pasi që atomet që largohen nga vendet e veta mund të plotësohen me difuzion, duke lënë në vendet e tyre vakanacione të reja, zbrazëtirat brenda kristalit mund të parafytyrohen se lëvizin. Gabimet sipas Frenkelit,(fig.3.23), formohen kur atomet brenda rrjetës me difuzion vendosen në hapësira ndëratomike duke lënë vendet e tyre të zbrazëta e duke krijuar grumbullime dikund tjetër. Gabimet e tilla brenda rrjetës kristalore paraqesin, në të vërtetë, kombinimin e vakanacionit dhe të intersticionit. Në brendësi të kristaleve gjithmonë ekziston ekuilibri në mes të gabimeve sipas Frenkelit dhe ai varet nga temperatura e kristalit. Sa më e lartë që të jetë temperatura, aq më i madh është numri i gabimeve sipas Frenkelit. Fig.3.22 Defektet sipas Shotkit Fig.3.23 Gabimet sipas Frenkelit Defektet lineare Krijimi dhe spjegimi i defekteve atomike pikësore krijon përfytyrimin e plotë dhe argumentimin e ekzistencës në metale edhe të defekteve lineare. Sot njohja e tyre paraqet interes të veçantë, për arsye se është e lidhur ngushtë me shfaqjen dhe veprimin e dukurisë së dislokacionit me të cilën bëhet shpjegimi i shumë problemeve të sjelljes dhe të qëndrueshmërisë së metaleve. Për të lehtësuar kuptimin mbi dislokacionin, është e nevojshme të paraqesim gjeometrinë e dy tipeve më të thjeshtë të tij: gjeometrinë e dislokacionit linear dhe të dislokacionit helikoidal. a )Kristal ideal 92 b )Dislokacion linear Fig.3.24 Llojet e dislokacioneve 2003 c )Dislokacion elikoidal .
  • 92. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Një dislokacion linear është përfituar nga ndërfutja në rrjet e një gjysmëplani ABCD (fig.3.24 b). Vija e dislokacionit linear është vija DC përreth së cilës kristali është deformuar. Dislokacioni helikoidal është fituar duke prerë rrjetin përgjatë sipërfaqes ABCD dhe duke çvendosur në raport me njëra tjetrën të dy buzët e prerjes paralelisht me AB (fig.3.24 c). a) b) c) Fig.3.25 Skema e dislokacionit helikoidal a)çvendosja e rrjetës në kristal; b)pamja anësore e dislokacionit spiral; c)dalja e dislokacionit spiral në sipërfaqe të kristaleve Defektet sipërfaqësore Përhapen në brendinë e kristaleve sipërfaqësisht d.m.th. i vetmi dimension i tyre i përhapjes është i vogël në krahasim me dy dimensionet tjera të përhapjes. Në këto gabime mund të numrohen kufijtë e kokërrzave kristalite, kufij të të ashtuquajturve blloqe brenda kokërrzave kristalite dhe në mënyrë të ngjashme krijimi i kufijve të kokërrzave kristalite në mënyrë skematike është paraqitur në fig.3.26. a) b) Fig.3.26 Krijimi i kufijve të kokrrizave kristalor a)modeli i përgjithshëm rrafshor ; b)skema e rritur e çvendosjes së atomeve 2003 93
  • 93. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Te kristalet në përgjithësi, për dallim nga forma ideale kristalore, të paraqitur në fig.3.27a, kristalet e vërteta, për shkak të gabimeve që i kanë rrjetat e tyre, në të shumtën e rasteve kanë strukturë të ashtuquajtur mozaike (fig.3.27b). a) b) Fig.3.27 Modeli dydimensional i atomeve ; a) pamja ideale, b) struktura mozaike Defektet vëllimore Defektet vëllimore te kristalet përfshijnë poret dhe boshllëqet, si ato me madhësi mikroskopike, ashtu edhe ato makroskopike-të dukshme me sy apo me thjerrëz. Në gabime vëllimore bëjnë pjesë edhe përcjellës (jometalik) të metaleve dhe lidhjeve të tyre, siç janë zgura, shtresat okside, grimcëza (kokrriza) të imta të shkëputura nga mveshja zjarrduruese e furrës e në të cilat shkrihen metalet apo kokrriza rëre të shkëputura nga format për derdhje etj. Përmbajtja e këtyre përcjellësve në metale dhe në lidhjet e tyre paraqet një nga kriteret për vlerësimin e kualitetit të metaleve dhe lidhjeve. 94 2003 .
  • 94. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE KAPITULLI IV 4. LIDHJET METALIKE Metalet e pastër kanë veti mekanike të ulëta, prandaj përdorimi i tyre është i kufizuar, përveq në disa raste të caktuara, si p.sh. bakri dhe alumini si përques shum të mirë të rrymës elektrike. Në shumicën e rasteve ato përdoren në formën e lidhjeve. Lidhje quhet përbërja metalike që formohet nga shkrirja dhe kristalizimi i njëkohshëm i elementeve përbërëse (dy apo më tepër) me veti tjera mekanike nga ato të elementeve përbërëse. Lidhjet metalike përbëhen nga dy ose më shum elemente, që mund të jenë të gjitha metale ose metale me metaloide. Kështu, çeliku e giza janë lidhje e hekurit të pastër (metal) me karbonin (metaloid), që përmban edhe elemente tjerë si: silicium, mangan, squfur dhe fosfor. Bronzi është lidhje e bakrit me kallaj dhe me elemente tjerë. Shumica e elementeve përbërëse të lidhjeve në gjendje të shkrirë treten te njëri tjetri. Ka raste që elementet në gjendje të lëngët përzihen pjesërisht me njëri tjetrin, p.sh. te lidhja Cu-Pb. Por ka edhe raste që nuk përzihen fare me njëri tjetrin, p.sh. lidhja Fe-Pb. Këto veçori ndodhin te metalet që kanë ndryshime të mëdha në temperaturat e shkrirjes. Varësisht nga mënyra e bashkëveprimit të atomeve të elementeve përbërëse dhe pozicioneve të tyre të ndërsjella, krijohen disa lloje lidhjesh. a) Lidhja kimike Ka rrjetë kristalore dhe veti fiziko-mekanike të ndryshme nga ato të elementeve përbërëse. Në një lidhje kimike elementet ndodhen në raporte të caktuara dhe shprehen me formulë kimike. Lidhjet kimike formohen edhe midis metaleve të ndryshme, p.sh. lidhja Sb-Pb, Cu-Al2, ashtu edhe midis metaleve dhe metaloideve, p.sh. lidhja Fe3C, Mn3C etj. Lidhjet kimike kanë fortësi të lartë dhe plasticitet të ulët, prandaj punohen me deformacion. b) Përzierja mekanike Formohet kur elementet e lidhjes në gjendje të ngurtë nuk treten te njëri tjetri dhe nuk formojnë lidhje kimike. P.sh. te lidhja Sn-Zn, gjatë ngurtësimit kristalet e çdo elementi ruajnë vetitë karakteristike të tyre. Në këtë rast vetitë e përzierjes mekanike, si: fortësia, rezistenca elektrike, merren si vlera mesatare të elementeve përbërëse. Këto përzierje kanë veti derdhëse të mira. c) Tretja e ngurtë Formohet kur elementet përbërëse të lidhjes treten te njëri tjetri si në gjendje të lëngët ashtu edhe në gjendje të ngurtë duke krijuar kështu rrjetë kristalore të përbërë nga atome të elementit bazë (tretësit) dhe metalit të tretur. Në përgjithësi, tretjet e ngurta dallohen për fortësi dhe qëndrueshmëri më të lartë se të elementeve përbërëse, si dhe për veti derdhëse të ulët. 2003 95
  • 95. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 4.1 DIAGRAMET E EKUILIBRIMIT TË LIDHJEVE DYSHE Diagramet e gjendjes së lidhjeve (legurave), fitohen me analizën termike të një rreshti të tërë të legurave të atij tipi. Analiza termike kryhet në atë mënyrë që gjatë ftohjes së lidhjes, në intervale të caktuara kohore, matet temperatura dhe vendoset në ordinatë, ndërsa në abshisë vendoset koha që i përgjigjet në minuta. Me bashkimin e pikave të fituara në sistemin koordinativ, fitojmë lakoret e ftohjes, gjegjësisht të ngurtësimit. Gjatë analizës termike për çdo lidhje vizatohet lakorja e ftohjes dhe në bazë të lakoreve të fituara, konstruktohet diagrami i gjendjes i lidhjes së analizuar. Për ta vizatua diagramin e gjendjes duhen më shumë lakore të ftohjes për legurën që analizojmë, ashtu siç është tregua në figurën 4.1. a) b) Fig.4.1 Konstruktimi i diagramit të gjendjes në bazë të lakoreve të ftohjes Lakoret e ftohjes nga a) pasqyrohen në pikat kufitare të shndërrimeve në b). Kështu lakoret e ftohjes për komponentet e pastërta A dhe B japin nga një pikë në diagram të gjendjes b), që njëkohsisht janë pika të fillimit dhe mbarimit të kristalizimit. Lakoret tjera të ftohjes X1 deri te X4, japin nga dy pika në diagramin e gjendjes, d.t.th. temperaturat e fillimit të kristalizimit L1 deri te L4 dhe temperaturat e mbarimit të kristalizimit S1 deri te S4. Via e cila i bashkon të gjitha fillimet e kristalizimit, quhet LIKUIDUS, ndërsa vija e cila i bashkon të gjitha mbarimet e kristalizimit quhet SOLIDUS. Mbi vijen likuidus të gjitha legurat janë në gjendje të lëngët, në mes likuidusit dhe solidusit legurat përbëhen nga lëngu dhe nga kristalet, ndërsa nën solidus të gjitha legurat janë plotësisht të kristalizuara. 96 2003 .
  • 96. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Duke marrë parasysh aftësinë e tretëshmërisë të një komponenti në tjetrin, te lidhjet dyshe kem shum lloje të diagrameve të gjendjes dhe ate: 1.Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të ngurtë dhe të lëngët. 2.Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të lëngët, ndërsa në gjendje të ngurtë, nuk treten fare. 3.Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të lëngët, ndërsa pjesërisht në gjendje të ngurtë. Sipas diagramit të gjendjes të lidhjeve me përbërje të caktuar, mund të dihen që më parë vetitë e të gjitha lidhjeve të atij lloji. Diagramet e gjendjes shërbejnë gjithashtu edhe për zgjedhjen e rexhimit të përpunimit termik, si dhe përpunimi i lidhjeve me deformacion. 4.1.1 Diagramet me tretëshmëri të plotë të komponenteve në gjendje të ngurtë dhe të lëngët Sipas këtij tipi të diagramit ngurtësohen lidhjet: Cu-Ni, Cu-Mn, Cu-Au, Fe-Mn, Fe-Ni, etj. Te këto lidhje, gjatë proqesit të ftohjes, gjegjësisht të ngurtësimit nga gjendja e lëngët, formohen kristalet homogjene, të cilat i quajmë kristale të përziera, të cilat mbesin edhe në gjendje të ngurtë, në të gjitha raportet e përzierjes. Për të studjua sjelljen e këtyre lidhjeve gjatë ftohjes, analizojmë lidhjen Cu-Ni (fig.4.2) duke i emërua komponentet me A dhe B. Lakoret e ftohjes të komponenteve A dhe B kanë nga një pikë kritike. 1500 1400 a 1000 1300 Lik So lid Masa e sh k r i r ë uid u g s us I II´ II II´´ 1200 b III´ III 1100 100%A 1100 + %A 60 1200 1452 I´´ 40 %B 1300 100%B 1500 1400 °C g 1084 1000 900 900 koha 0 100 10 90 20 80 30 70 40 60 50 50 60 40 70 30 80 20 90 10 100 %A 0 %B Fig.4.2 Diagrami i gjendjes të lidhjeve Cu-Ni me lakoret e ftohjes Të gjitha lidhjet e komponenteve A dhe B, në mes lakoreve të ftohjes së komponenteve të pastër A dhe B, do të kenë nga dy pika kritike. Pikat e epërme i përgjigjen fillimit të ndarjes së kristaleve nga masa e shkrirë, ndërsa të poshtmet ngurtësimit të plotë, d.m.th. kalimit të tërësishëm të lidhjes prej gjendjes së shkrirë në gjendje të ngurtë. Via e cila i lidhë të gjitha pikat e temperaturave të fillimit të 2003 97
  • 97. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini ngurtësimit të lidhjeve me përbërje të ndryshme, quhet via LIKUIDUS. Ndërsa via e cila i bashkon të gjitha pikat e temperaturave të mbarimit të ngurtësimit të këtyre lidhjeve, quhet SOLIDUS. Mbi vijën likuidus e tërë masa gjendet në gjendje të shkrirë, ndërsa nën vijën solidus e tërë masa gjendet në gjendje të ngurtë, sepse në vijën e solidusit përfundon ngurtësimi (kristalizimi). Ndërkaq në mes të vijës së likuidusit dhe të solidusit, një pjesë e masës është në gjendje të shkrirë, e pjesa tjetër është e ngurtësuar. Lakorja e ftohjes e lidhjes me 60%A dhe 40%B shkon pandërpre deri në pikën “a”, pas të cilës vazhdon ftohja e ngadalësuar deri në pikën “b”. Në këtë interval temperature në mes pikave “a” dhe “b”vie deri te ngurtësimi shkallëzor i shkrirjes me daljen e kristaleve të përziera të tretjes së ngurtë të komponentës A dhe B deri te pika “b”, kur e tërë masa e shkrirë të kalojë në gjendje të ngurtë. Shqyrtojmë proqesin e ftohjes të lidhjes me përbërje I, gjegjësisht me 60%A dhe 40%B. Fillimi i formimit të kristaleve të përziera (A+B) do të jetë në vijën e likuidusit në pikën I. Përbërjen e kristaleve të përziera të formuara mund ta përcaktojmë me tërheqjen e horizontales prej pikës I deri te via e solidusit, d.m.th. deri te pika I” të cilës i përgjigjet përbërja prej 73% të komponentës B dhe 27% të komponentës A. Gjatë ftohjes së mëtejme, në pikën II vie deri te pasurimi i lëndës së ngurtë me kristale të përziera (B+A). Për të përcaktu përbërjen dhe raportin sasior të kristaleve dhe përzierjes në pikën II, shërbehemi me ligjin e levës (të drejtëpeshimit), gjegjësisht nëpër pikën II tërheqim një horizontale deri te likuidusi II’ dhe solidusi II” (Fig.4.3). Fig.4.3 Ligji i levës AD m b   BC n a 98 2003  L b  K a .
  • 98. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Vërtikalja e lëshuar nga pika II’ në aksin e abshisës na tregon në abshisë përbërjen e përzierjes, ndërsa vërtikalja e lëshuar nga pika II” na tregon në abshisë përbërjen e kristalit. Raportin sasior të kristaleve dhe përzierjes e fitojmë ashtu që gjatësia II-II’ paraqet sasinë e kristaleve, ndërsa gjatësia II-II” sasinë e përzierjes. Gjatë ftohjes së mëtejme vijmë der te vija e solidusit, gjegjësisht pika III ku bëhet edhe ngurtësimi i fundit d.m.th. edhe pikat e fndit të përzierjes kalojnë në gjendje të ngurtë dhe kanë përbërje si edhe të gjitha kristalet në pikën III d.m.th. 40%B dhe 60%A. Ndërsa sasia e kristaleve është paraqitë me vijën III-III’. Prej kësaj rrjedhë se në proqesin e ftohjes së lidhjes I, përbërja e përzierjes ndërron sipas vijës likuidus. Ndërsa nga pika I deri te pika III, përzierja gjithnjë e më shumë varfërohet me komponentin B e pasurohet me komponentin A, deri sa përbërja e kristalit ndërron sipas vijës së solidusit nga pika I” deri te III. Njëkohësisht gjatë ftohjes së ngadalshme, në çdo moment të kristalizimit, gjegjësisht të ngurtësimit, përbërja e kristalit barazohet me difuzion. Nëse ftohja është e shpejtë në kristale nuk arrihet barazimi i përbërjes, kështuqë pjesa e brendshme e çdo kristali përmban më shumë komponente që vështirë shkrihen (B)se sa pjesa e jashtme. 4.1.2 Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të lëngët, ndërsa në gjendje të ngurtë nuk treten fare Sipas këtij tipi të diagramit ngurtësohen lidhjet: Pb-Sb, Ai-Si, Co-Bi, Cu-Bi, etj. d.m.th. lidhjet me komponente të cilat kanë rrjeta të ndryshme ose parametra të ndryshëm. Ky diagram iu përgjigjet atyre kushteve të shkrirjes dhe ngurtësimit të lidhjeve te të cilat vie deri te përzierja e komponenteve në gjendje të lëngët, ndërsa te mos përzierja në gjendje të ngurtë. Që eksperimentalisht të ndërtojmë diagramin, marrim lakoret e ftohjes të komponenteve të ngurtë dhe disa lidhjeve. Pikat kryesore të digramit janë temperaturat e ngurtësimit të komponenteve A dhe B. Në fig.4.4 është paraqitë diagrami i gjendjes së lidhjeve Pb-Sb. Lidhja me 87% të komponentit A dhe 13% të komponentit B, është lidhje eutektike, e cila nuk ka fare periudhë të ngurtësimit dhe ka pikën e ngecjes në temperaturë të caktuar ku edhe është fundi i ngurtësimit. Një lidhje e tillë është shenua me pikën D. Lidhje eutektike është ajo lidhje e cila është plotësisht e ngirë me përbërësin A dhe me përbërësin B, është homogjene, është e ngjajshme me bashkëdyzimet kimike, por në realitet nuk është bashkëdyzim kimik. Në temperaturën e ngecjes në 245C qëndron fundi i ngurtësimit të të gjitha lidhjeve dhe vija solidus për të gjitha lidhjet e këtij lloji. Ndërsa via likuidus bjen prej C gjer te D, e pastaj ngritet gjer te pika E. Te lidhjet të cilat gjenden në anën e djathtë të pikës D, d.m.th. te lidhjet prapaeutektike, me rastin e ftohjes, së pari ndahen kristalet e pastërta të metalit B, gjersa masa e shkrirë të mos arrijë në vijën eutektike DB. 2003 99
  • 99. TEKNIKA E MATERIALEVE C Fatmir Çerkini 1 2 3 4 5 800 700 700 400 300 200 100 100%Sb 500 I 600 500 III C 300 200 A i d l i k u 260 II 100 0 10 100 90 u s Sb-kristalet në masën e shkrirë s o l i d u s 245°C B D V IV koha 631° E Masa e shkrirë (lëngu) 400 Pb 100% temperatura 600 0%Sb 90%Pb+1 Sb Pb+13% ktik 87% eute 60%Pb+40%Sb ° 20 80 30 70 Sb-kristalet në eutektik 40 60 50 50 60 40 70 30 80 20 90 10 100%Sb 0 %Pb Fig.4.4 Diagrami i gjendjes të lidhjes Pb-Sb me lakoret e ftohjes Nën këtë vijë të gjitha lidhjet gjenden në gjendje të ngurtë dhe përbëhen prej eutektikumeve dhe prej kristaleve të pastërta të ndara të metalit B në eutektikum. Prandaj vija solidus është ADB. Prej diagramit shihen edhe lakoret e ftohjes të plumbit dhe antimonit dhe lidhjeve të tyre. Plumbi i pastër shkrihet ose ngurtësohet, d.m.th. e ka pikën e ngecjes në 327C(lakorja1), kurse antimoni i pastër në 631C(lakorja 5). Lidhja me 87%Pb dhe 13%Sb(lakorja 3) që e përmendëm më sipër është lidhje eutektike dhe e ka pikën e ngecjes në 245C. Në këtë temperaturë qëndron fundi i ngurtësimit të të gjitha lidhjeve tjera. Lidhja me 90% Pb dhe 10%Sb, fillon të ngurtësohet në 260C dhe pas kristalizimit jep kristale të bakrit të pastër në eutektikum(lakorja 2). Kurse eutektikumi kristalizohet në kristale të përsosura plumb-antimon(lakorja 3). Lidhja me 60%Pb dhe 40%Sb në temperaturën 245C me rastin e ftohjes fillon t’i ndajë kristalet e antimonit (lakorja 4), ndarja e të cilave përfundon në temperaturën 245C në ç’rast përfitohet lidhja eutektike. Prandaj në hapsirën II kristalet e plumbit notojnë nëpër masën e shkrirë, kurse në hapsirën III notojnë kristalet e pastërta të antimonit nëpër masën e shkrirë. Nën vijën AD, në hapsirën IV, gjenden kristalet e pastërta të plumbit të cilat janë në gjendje të ngurtësuar. Ndërkaq në hapsirën V, nën vijën DB, gjenden kristalet e pastërta të antimonit në gjendje të eutektikumit të ngurtësuar. Lidhjet eutektike janë homogjene dhe me përbërje të barabartë. Lidhjet paraeutektike dhe prapaeutektike, përbëhen prej lidhjeve eutektike dhe prej kristaleve të pastërta të metalit A ose metalit B. Prej peshës specifike të tyre varet se çka do të ndodhë me lidhjet me rastin e ngurtësimit. Nëqoftëse ngurtësimi bëhet ngadalë, kristalet binere sipas peshës specifike të tyre do të notojnë nëpër masën e shkrirë ose do të bijnë në fund të enës në të cilën gjendet metali i shkrirë. 100 2003 .
  • 100. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 4.1.3 Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të lëngët , ndërsa pjesërisht në gjendje të ngurtë Te ky tip ekzistojnë dy lloje lidhjesh të cilat ndryshojnë në mes vedi. Këto janë: Lidhjet me vargje të ndërprera të kristaleve të përziera dhe me pikën eutektike, dhe lidhjet me formim të kufizuar të kristaleve të përziera dhe me pikën peritektike ose transformuese. a)Lidhjet me vargje të ndërprera të kristaleve të përziera dhe me pikën eutektike Sipas këtij tipi të diagramit ngurtësohen lidhjet: Pb-Sn, Au-Co, Ag-Cu, Ag-Si, Hg-Pb, Sn-Zn etj. C 1083 1100 1000 960 temperatura °C 900 A Masa e shkrirë M. e 800 a shk r.+ M.e shkrirë + b a B 778 D E 700 b a+b 600 500 400 300 F 0 100 H G 20 80 40 60 60 40 80 20 100%Cu 0% Ag Fig.4.5 Diagrami i gjendjes të lidhjes Cu-Ag Lidhjet që i takojnë këtij lloji, e kanë formën e diagramit të gjendjes si në fig.4.5, ku është paraqitë diagrami i gjendjes së lidhjes Cu-Ag. Eutektikumi përmban 71,5 % argjend dhe ngurtësohet në temperaturën 778C. Nëqoftëse lidhjet përmbajnë më pak se 71,5% argjend, atëherë ato me rastin e ngurtësimit kullojnë kristale të bakrit, të cilat nuk janë krejtësisht të bakrit të pastër por derisa gjenden në gjendje të tretjes së ngurtë, përbëjnë sasi të vogël të argjendit. Kjo ndarje vazhdon derisa masa e shkrirë të mos arrijë të ketë 71,5%Ag. Përfitimi i sasisë së argjendit bëhet në momentin e ngurtësimit. Ndërkaq te lidhjet të cilat përmbajnë më shumë se 71,5 %Ag, së pari do të ndahen kristalet e argjendit, të cilat në tretjen e ngurtësuar, përveq argjendit do të përmbajnë edhe sasi të vogël të bakrit. Ky proqes i ndarjes së kristaleve vijon derisa të mos përfitohet tretja 71,5 %Ag, 2003 101
  • 101. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini d.m.th. gjersa të mos përfitohet përbërja e eutektikumit, i cili ngurtësohet i fundit në temperaturën 778C. b)Lidhjet me formim të kufizuar të kristaleve të përziera dhe me pikën peritektike (transformuese) Sipas këtij tipi mund të ngurtësohen lidhjet Cd-Hg ose ky tip mund të çfaqet në kombinacion me tipet tjera, kështu p.sh. ndodhë te lidhjet Sb-Sn(antimon-kallaj), te mesingu dhe çeliku. Në fig.4.6 është paraqitë diagrami i gjendjes së legurës Cd-Hg (kadmium-zhivë). °C 350 321 A 300 Ma temperatura 250 sa es hk rirë + 200 D 150 Masa e shkrirë a E a B Ma 100 sa e a+b 50 sh kri rë + b b 0 -50 0 100 20 80 F 40 60 G C -39 60 40 80 20 100% Hg 0% Cd Fig.4.6 Diagrami i gjendjes të lidhjeve Cd-Hg Nëpër vijën AB fillon ngurtësimi i kristaleve të përziera , kurse nëpër vijën BC fillon ngurtësimi i kristaleve të përziera prej masës së shkrirë. Mirëpo në vijën DB krijohet reaksioni i ri i cili ndryshon prej reaksioneve të përshkruara gjerë më tani. Në këtë vijë bëhet bashkimi i masës së shkrirë të përbërjes B me  kristale të përziera të përbërjes D, në kristalet e përziera  të përbërjes E. Ky shndërrim bëhet si edhe te lidhjet eutektike, në një temperaturë të caktuar, konstante me pikën formuese të ngecjes në lakoren e ftohjes dhe quhet shndërrim peritektik, kurse struktura e formuar quhet peritektikum. Menjëherë pas proqesit të ngurtësimit kjo strukturë përbëhet prej -kristaleve të përziera, e vetëm pas ftohjes së mëtejme shndërrohet pjesërisht në -kristale të përziera. Te lidhjet në mes D dhe E nuk do të formohen plotësisht kristalet e përziera , por një pjesë e tyre do të mbetet për rreth kristaleve të 102 2003 .
  • 102. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE përziera , të posaformuara. Nëqoftëse në lidhje ka më tepër zhivë se sa i nevoitet pikës peritektike E, d.m.th. nëse lidhja gjendet në mes të pikave E dhe B, atëherë kristalet e përziera plotësisht zhduken, kurse pjesa tjetër e masës së shkrirë do të ngurtësohet në formë të kristaleve të përziera  me rastin e zbritjes së temperaturës, gjersa të mos arrijë plotësisht në vijën EC, në momentin kur edhe proqesi i ngurtësimit përfundon. 4.2 DIAGRAMET E EKUILIBRIMIT TË LIDHJEVE HEKUR-KARBON (STABIL DHE METASTABIL) Diagramet e deritanishme të lidhjeve dyshe kanë pasur karakter të përgjithshëm. Ndërsa diagrami i ekuilibrimit për lidhjen hekur-karbon është më konkret sepse përmes këtij në makineri spjegohen dhe zbulohen shum proqese lidhur me çeliqet dhe gizat. Sipas përqindjes së karbonit do ta kemi klasifikimin e parë të lidhjeve Fe-C, pikërisht për çeliqe dhe giza. Si bazë për ndërtimin e diagramit Fe-C merret lakorja e ftohjes së hekurit të pastër Fe (fig.4.7). Mardhënja e karbonit me hekur i ndryshon pikat kritike të këtyre transformimeve që paraqiten në diagram. Ky diagram paraqitet në dy variante: Varianta e parë është për rastin e ekuilibrit të plotë (me via të ndërprera) që fitohet me ftohje shumë të ngadalshme. Quhet diagrami stabil Fe-grafit. Varianta e dytë është për rastin e ekuilibrimit jo të plotë që fitohet gjatë ftohjes jo aq të ngadalshme (me via të plota )kur fitohet komponimi kimik Fe3C(çimentit). Quhet diagrami metastabil Feçimentit. Meqenëse diagrami Fe-çimentit (metastabil)ka rëndësi më të madhe praktike, atëherë do të analizojmë këtë diagram më detalisht. 2003 103
  • 103. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.4.7 Diagrami i gjendjes metastabile të lidhjeve Fe-Fe3C Via AHJECF është via solidus, d.m.th. nën këtë vijë çdo gjë ndodhet në gjendje të ngurtë. Intervali i temperaturës në mes likuidusit dhe solidusit është intervali i ngurtësimit gjatë ftohjes së lidhjes së hekurit dhe karbonit, d.m.th. në këtë interval temperature vie deri te ndarja e kristaleve të forta nga masa e shkrirë gjithnjë deri te via e solidusit. Se çfarë strukture do të fitojmë në vijën solidus dhe çka do të ndodhë më pastaj nën vijën solidus varet nga përbërja e karbonit në disa lidhje. Lidhjet hekur-karbon mundemi sipas strukturave të tyre dhe vetive me i nda në dy grupe: 1.Lidhjet me përmbajtje të karbonit prej 0,005 deri në 2,06 %(sot edhe deri në 2,14 e më tepër) i quajmë çeliqe. 104 2003 .
  • 104. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 2.Lidhjet me përmbajtje prej 2,06 deri 6,687 %, i quajmë hekur i derdhur Në mënyrë që të njihemi me të gjitha ndërrimet e lidhjeve të hekurit me karbon, më së pari studjojmë: a)Ndërrimet gjatë kalimit prej masës së shkrirë në gjendje të ngurtë gjegjësisht gjatë vijës likuidus deri te via solidus dhe, b)Ndërrimet që rrjedhin gjatë ftohjes nën vijën solidus Ndërrimet gjatë kalimit nga masa e shkrirë në gjendje të ngurtë gjatë vijës likuidus Nëpër vijën likuidus AC nga masa e shkrirë fillojnë të ndahen kristalet e para të tretjes së ngurtë të karbonit në -hekur që i quajmë austenit, kështu që në zonën AC do të kemi përzierjen e dy fazave d.m.th të masës së shkirë dhe kristaleve të përziera (masa e shkrirë +kristalet e përziera ). Nëpër pjesën e vijës likuidus CD nga masa e shkrirë fillojnë të ndahen kristalet e karbidit të hekurit, gjegjësisht çimentiti primar (Fe3C’) ashtu që në zonën CFD do të kemi gjithashtu përzierjen e dy fazave d.m.th. masës së shkrirë dhe çimentitit primar (Mas. e shkr. +Fe3C’). Në pikën C gjatë përmbajtjes 4,3%C dhe temperaturës 1147C vjen deri te ndarja e njëkohshme e austenitit () dhe çimentitit (Fe3C’), e cila formon përzierje mekanike shumë të fortë që e quajmë ledeburit. Ledeburiti gjindet në hekur me përmbajtje 2,06%C deri në 6,687%, që ka të bëjë me hekurin e derdhur. Pika E i përgjigjet hekurit me përmbajtje 2,06%C. Në të majtë nga pika E kem austenit të pastër(). Ndërrimet e gjendjes së ngurtë të cilat rrjedhin gjatë ftohjes nën vijën solidus Viat GSE, PSK dhe GPQ janë viat me temperatura karakteristike për disa lidhje nëpër të cilat vjen deri te formimi i gjendjes së ngurtë gjatë ftohjes, gjegjësisht gjatë nxemjes. Në zonën AGSE kemi austenit të pastër (). Gjatë ftohjes së mëtejme austeniti fillon të shkatërrohet dhe të formohet sipas vijës GOS feriti, gjegjësisht përzierja e ngurtë e kampionit në -hekur, ndërsa sipas vijës SE çimentiti sekondar Fe3C”. Ky çimentit për këtë quhet sekondar sepse formohet nga masa e shkrirë. Në zonën GOSP tani kemi përzierjen e dy fazave: të perlitit dhe të austenitit, ndërsa në zonën SEM përzierjen e çimentitit sekondar dhe të austenitit (Fe3C”+). Në pikën S gjatë përmbajtjes 0,83%C dhe temperaturës 723C i tërë austeniti shkatërrohet e njëkohësisht kristalizohet përzierja e hollë mekanike e feritit dhe çimentitit sekondar –eutektoidi që e quajmë perlit. Çelikun i cili përmban 0,83%C e quajmë çelik eutektoidal, ate që përmban më pak se 0,83 %C e quajmë paraeutektoidal, ndërsa ate që përmbanë më shum se 0,83%C e quajmë prapaeutektoidal. Gjatë ftohjes së mëtejme nëpër vijën PSK vie deri te shkatërrimi i tërë i austenitit i cili ka mbetur ende në hekur dhe formimi i perlitit, për këte vija PSK quhet vija e trajtimit perlit (eutektoid). Duke i krahasua pikat C dhe S në diagramin (fig.4.7) mund të përfundojmë këto: 2003 105
  • 105. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini a)Mbi pikën C gjendet masa e shkrirë, ndërsa mbi pikën S tretja e ngurtë (austeniti). b)Në pikën C lidhen viat AC dhe CD të vijës likuiduese e cila na paraqet fillimin e daljes së kristaleve nga masa e shkrirë (kristalizimi primar ). Në pikën S bashkohen vijat GS dhe ES të cilat paraqesin fillimin e daljes së kristaleve nga tretja e ngurtë (kristalizimi sekondar). c)Në pikën C tretja e ngurtë (kristalizimi sekondar) ngurtësohet (rikristalizohet) formon eutektik ledeburitin, në pikën S tretja e ngurtë me përmbajtje 0,83%C kristalizohet duke formua eutektoid perlitin. d)Në nivelin e pikës C shtrihet vija EF –e trajtimit eutektik (ledeburitit), ndërsa në nivelin e pikës S via PK-e trajtimit eutektoidal (perlitit). Për të trajtua ndërrimet që ndodhin në faza të ndryshme, vazhdojmë analizën e disa lidhjeve më karakteristike: P.sh. lidhja me 0,5%C u përket lidhjeve paraeutektoidale. Kristalizimi këtu fillon nga pikëprerja e lakores AB me vërtikalen, pikërisht në pikën B, ku lindin njëkohësisht feriti primar () dhe kristalet e austenitit (). Me uljen e temperaturës më nuk do të ketë ferit, por kristale të austenitit të përziera me masën e shkrirë. Kjo përzierje do të vazhdojë deri në pikëprerjen e vërtikales me lakoren JE përgjatë së cilës përfundon transformimi i masës së shkrirë në austenit. Austeniti qëndron deri në temperaturën e pikëprerjes së vërtikales me lakoren GS nëpër të cilën ai do të fillojë me u transformua në ferit sekondar(). Tani e tutje feritin primar () dhe ate sekondar () do ti quajmë vetëm ferit. Me ftohjen e mëtejme nën 723C e deri në 20C, ndryshohet vetëm koncentrimi i feritit dhe paraqitet çimentiti terciar i papërfillshëm (në masë shum të vogël që nuk merret parasysh). Dhe në fund në temperaturën normale lidhja do të ketë ferit dhe perlit(eutektoid). Lidhja eutektoidale me 0,83%C deri në temperaturën 723C është gadi e njejtë sikurse te lidhja paraeutektoidale. Në këtë temperaturë, pikërisht nëpër pikën S austeniti zbërthehet njëkohësisht në ferit dhe çimentit sekondar, duke u formua një përzierje e mirë, e imët mekanike që e quajmë perlit (+Fe3C’’)e që mbetet e pandryshuar deri në temperaturën normale. Lidhja me 1,4 %C u përket lidhjeve prapaeutektoidale. Nga masa e lëngët në temperaturën e pikëprerjes me lakoren likuiduse BC fillon lindja e kristaleve të austenitit drejtëpërdrejt nga lëngu që me uljen e temperaturës deri në ate të pikëprerjes me lakoren JE (ku përfundon ngurtësimi), përfundon kristalizimi në austenit. Në temperaturën e pikëprerjes me lakoren ES austeniti zbërthehet në çimentit sekondar (Fe3C”), i cili do të mbetet deri në temperaturën normale. Në temperaturën eutektoidale (723C) e deri te ajo normale lidhja do të fitojë edhe perlit, d.m.th. kjo lidhje do të ketë perlit dhe çimentit sekondar. Lidhja me 3% C quhet lidhje paraeutektike. Kristalizimi i saj fillon me lindjen e kristaleve të austenitit nga lëngu që nga temperatura në pikëprerjen e lakores BC me vërtikalen e lëshuar. Nën temperaturën eutektike 1147C ose nën vijën EC në këtë lidhje do të gjejmë: austenit, ledeburit dhe çimentit sekondar. Nën temperaturën eutektoidale 723C, pas zbërthimit të tërë të austenitit, e deri te temperatura normale lidhjet paraeutektike do të kenë : ledeburit, çimentit sekondar dhe perlit. 106 2003 .
  • 106. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Për të dallua lidhjet eutektike nga ato eutektoidale, si dhe simbolizimin e tyre, paraqesim një lidhje paraeutektike: perlit + çimentit sekondar + ledeburit [ + Fe3C” ]e + eutektoidale Fe3C” + [e + Fe3C’e ] eutektike Lidhja eutektike me 4,3% C lind në temperaturën eutektike (1147C), pikërisht në pikën C , në të cilën njëkohësisht lindin nga lëngu austeniti dhe çimentiti primar eutektik . Ky kristalizim eutektik bënë që lidhja eutektike të ketë strukturë të imtë karakteristike për përzierjet mekanike. Kjo strukturë mbetet deri në temperaturën normale . Në lidhjen prapaeutektike me 5% C vërejmë se kristalizimi fillon në temperaturën e pikëprerjes së lakores CD me vërtikalen e lëshuar nëpër të cilën lindin kristalet e çimentitit primar (Fe3C’). Me ftohjen e mëtejshme nën temperaturën eutektike 1147C dhe pastaj nën temperaturën eutektoidale 723C deri në temperaturën normale kjo lidhje do të përmbajë më pak perlit dhe ledeburit. D.m.th. lidhjet prapaeutektike do të kenë çimentit primar, ledeburit dhe pak perlit. 4.2.1 Strukturat më të rëmdësishme te lidhjet Fe-C Prej asaj që është shenuar më lartë shihet se te lidhja Fe-C si më të rëndësishme çfaqen këto struktura: -feriti primar- -feriti sekondar- (grafiti) -Austeniti- -perliti –(  +Fe3C”)e -çimentiti primar-Fe3C’ -çimentiti sekondar –Fe3C” -ledeburiti - e + Fe3C’e -martenziti -trostiti -sorbiti Feriti – e ka marrë emrin nga fjala latine për hekurin: ferum. Është komponentë strukturale e çelikut e cila paraqet tretjen në -Fe të komponenteve të ndryshme lidhëse (Cr,Si,P etj.). Elementet lidhës (Cr,Mn,Si,P etj.) në ferit zakonisht arrijnë nga mineralet (xehet) dhe nuk mund të mënjanohen tërësisht gjatë proqesit të prodhimit. Vetitë mekanike të feritit janë: qëndrueshmëria në tërheqje 275 N / mm2 (epruveta normale), është i butë (HB=780-:-980 N/mm2). Austeniti (ose osteniti)-e ka marrë emrin sipas fizikantit anglez Robert Austen. Është një komponentë strukturale e çelikut që paraqet një tretje të ngurtë jomagnetike të karbonit në formë 2003 107
  • 107. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini çimentiti Fe3C dhe elementeve lidhës në -Fe. Te çeliqet karbonike (pa elemente tjera lidhëse), austeniti në përzierje me ferit ose çimentit përfitohet duke e ngrohur mbi teperatura kritke dhe në to është stabil. Me ftohje të shpejtë, austeniti kalon në martenzit Me ftohje diçka më të ngadalshme në trostit Me ftohje edhe më të ngadalshme kalon në sorbit dhe Me ftohje krejtësisht të ngadalshme në perlit Martenziti –e ka marrë emrin spas metalurgut gjerman Martens. Paraqet strukturën e çelikut e cila përfitohet pas kalitjes (ftohjes së shpejtë), gjë që është e tejsforcuar, me plasticitet të ulët dhe fortësi jashtëzakonisht të madhe HB>4900 N/mm2. Trostiti (ose trustiti )- e ka marrë emrin sipas shkencëtarit anglez Trusti. Ka mikrostrukturë më të imët dhe fortësi më të madhe se sorbiti. Është përfitu me ftohje diçka më të shpejtë se gjatë formimit të sorbitit. Paraqet përzierje mekanike të feritit dhe çimentitit sekondar. Sorbiti-e ka marrë emrin sipas gjeologut anglez H.S.Sorbit i cili i pari e ka përdorë mikroskopin në kristalografi. Sorbiti është strukturë e çelikut e cila paraqet produkt të shkatërrimit të austenitit. Paraqet përzierje mekanike të feritit dhe çimentitit. Perliti-është komponentë strukturale e çeliqeve në gjendje që kanë pas riardhjes (ftohjes së ngadalshme) ose pas petëzimit. Perliti është përzierje eutektoide e feritit dhe çimentitit. E ka fortësinë relativisht të vogël (HB=1800 N/mm2 ). Çimentiti-paraqet bashkëdyzim kimik të hekurit me karbonin (Fe3C). Karbiti i hekurit Fe3C e ka temperaturën e shkrirjes mbi 1600C. Kur veqohet direkt nga masa shkrirë quhet çimentit primar, kur veqohet nga tretja e pastër –nga austeniti, quhet çimentit sekondar. Ledeburiti-e ka marrë emrin sipas shkencëtarit gjerman Ledebur. Është komponentë strukturale e gizave të bardha të derdhura, që paraqet përzierjen eutektike të çimentitit dhe austenitit që përfitohet pas ngurtësimit të hekurit të derdhur. Përmbajtja e karbonit në ledeburit është 4,3%C. Ledeburiti është i fortë dhe i thyeshëm dhe nga të gjitha lidhjet hekur – karbit hekuri e ka temperaturën e shkrirjes më të ulët 1147C. Feriti 108 Perliti Fig.4.8 Strukturat më të rëndësishme të lidhjes Fe-C 2003 Austeniti .
  • 108. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Ferit (500:1) Perlit (500:1) Ferit dhe perlit 0,35%C (500:1) Martenzit (500:1) Perlit dhe çimentit 1,1%C (500:1) Çimentiti kokrrizor (500:1) Fig.4.9 Strukturat që lajmërohen te lidhja Fe-C 2003 109
  • 109. TEKNIKA E MATERIALEVE Treatment : untreated Magnification : 50 : 1 Etching medium : 3 % alcoholic nitric acid Sampling / Specification : longitudinal Testing result : light banded microstructural arrangement ferrite-pearlite structure Fatmir Çerkini Treatment : untreated Magnification : 100 : 1 Etching medium : 3 % alcoholic nitric acid Sampling / Specification : longitudinal Testing result : light banded microstructural arrangement ferrite-pearlite structure Fig.4.10 Strukturat në lidhjen Fe-C të zmadhuara 110 2003 .
  • 110. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 4.2.2 Krahasimi i diagramit stabil me ate metastabil °C 1539 Masë e shkrirë I masa e shkrirë + g austenit II (g) IV (ferit) V a+g 0,025 a + (a+g'')e 0,023 0,68 XI g'' perlit (a+g'')e X 0,83 + (a+g'')e g'' + (a+g'')e + (ge+g'e) 2,03 2,06 ledeburit (ge+g'e) g' + (ge+g'e) g+g'' a VIII g + VI M.e shk. +g' 1153 III VII 910 IX 1320 XII g' + (ge+g'e) 738 g' 4,26 1147 XIII 723 (a+g'')e + (ge+g'e) 4,3 %C 6,687 Fig.4.11 Krahasimi i diagramit stabil me atë metastabil te lidhjet Fe-C Duke i shfrytëzua diagramet në fig.4.7 dhe 4.11 do të tregohen vetëm dallimet esenciale: Në fushat e shënuara me numrat romak I,II,IV,V dhe IX gjithçka qëndron njësoj si në diagramin stabil ashtu edhe në ate metastabil. Në fushën III te diagrami stabil Fe-grafit fillon ndryshimi, sepse nga lëngu tani lind grafiti si karbon i lirë e jo çimentiti si komponim kimik. Aty do të kemi lëng dhe grafit. Në fushën VI në vend të çimentitit sekondar do të kemi grafitin sekondar (γ+g”). Në fushën VII do të kemi : γ+g”+(γe+g’e). Në fushën VIII do të kemi në vend të ledeburitit, kristale eutektike (γe+g’e) dhe në vend të çimentitit primar, grafit primar g’. Në fushën X në vend të perlitit do të ketë kristale eutektoidale (α+g”)e dhe ferit α. Në fushën XI do të ketë : g”+(α+g”)e Në fushën XII do të ketë grafit sekondar, kristale të lidhjes eutektoidale dhe kristale të lidhjes eutektike : g”+( α +g”)e +(γe+g’e). Në fushën XIII do të ketë :g’+( α +g”)e+(γe+g’e). Pas këtyre krahasimeve mund të nxjerrim se ekzistojnë këto ndryshime esenciale në mes diagramit stabil (Fe-grafit), nga diagrami metastabil (Fe-çimentit): 2003 111
  • 111. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini -ç’vendosja e temperaturës eutektike nga 1147 në 1153 C, si dhe temperaturës eutektoidale nga 723 në 738C. -ç’vendosja e koncentrimit eutektoidal nga 0,83 në 0,68 %C dhe atij eutektik nga 4,3 në 4,26 %C . -lindja e grafitit g’ dhe g” në vend të çimentitit -lidhja eutektoidale nuk quhet perlit , -lidhja eutektike nuk quhet ledeburit, -proqesi i ftohjes zhvillohet në kushte të ftohjes shum të ngadalshme. 112 2003 .
  • 112. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE KAPITULLI V 5. METALURGJIA E HEKURIT Prodhimet kryesore të metalurgjisë së hekurit janë: 1.Hekuri i papërpunuar 2.Hekuri i derdhur 3.Çeliku 5.1 HEKURI I PAPËRPUNUAR Hekurin e papërpunuar mund ta ndajmë në dy lloje: a)Hekur të papërpunuar që përfitohet nga xehja e hekurit në furra të larta ose në elektrofurra, dhe b)Hekur regjenerativ të papërpunuar që përfitohet me shkrirjen e hekurit të vjetër me një sasi të nevojshme të karbonit në furra të Siemens –Martinit. 5.1.1 Procesi i përfitimit të hekurit të papërpunuar në furrat e larta Për përfitimin e hekurit në furra të larta si material përcjellës janë xehet e hekurit: sideritiFe3CO3(48%), magnetiti Fe3O4(60%), limoniti 2Fe2O3+3H2O(60%) dhe hematiti Fe2O3(50%). Para vendosjes në furrë të lartë xehja pastrohet dhe teret. Si lëndë djegëse në furrë përdoret koksi metalurgjik me fortësi të mirë me sa më pak sulfur (S) max 1,25%. Xehes i shtohen edhe shkrirësit, detyra e të cilëve është që përbërësit në hekur që vështirë shkrihen t’i shndërrojë në shkrirës të lehtë. Këta shkrirës mund të jenë acide dhe baza . Furra e lartë mbushet në shtresa gjegjësisht një rend lëndë djegëse e një rend xehe me shkrirësa (fig.5.1). 2003 113
  • 113. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.5.1 Furra e lartë për përfitimin e hekurit Lartësia e furrës mund të arrijë deri në 30 m, prej nga edhe e ka marrë emrin furra e lartë. Proqesi në një kësi furre mund të zgjasë pandërpre edhe deri në 4 vjet. Kapaciteti i furrave bashkohore mund të jetë edhe 1200 t hekur në ditë. Në pjesën e poshtme të furrës gjindet vrima për lëshuarjen e hekurit të shkrirë. Pak më lartë gjindet vrima për lëshuarjen e mbeturinave që notojnë mbi masën e shkrirë. Mbi vrimën për mbeturina gjinden vrimat për fryerjen e ajrit të nxehtë . Për t’u zhvillua normalisht proqesi në furrlartë dhe për t’u sigurua temperatura e lartë, duhet që ajri të futet i ngrohur 800-1000°C. Ngrohja e tij bëhet në ajërngrohës, veshja zjarrëduruese e të cilave ngrohet nga gazi i furrëlartës deri në 1200-1400°C brenda dy orëve. Pastaj ndërpritet dhënia e gazit dhe në drejtim të kundërt dërgohet ajri i ftohët, i cili, duke kaluar nëpër veshjen zjarrëduruese, ngrohet gjatë 1 ore, prandaj ajërngrohësit punojnë me rend me një orë diferencë. 114 2003 .
  • 114. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Në furrlartë ndodhin këto proqese: Lënda e djegëshme digjet nga rryma e ajrit të nxehtë sipas reaksionit: C + O2 = CO2 + nxehtësi. Dioksidi i karbonit i formuar, kur takohet me koksin e skuqur, kthehet në oksid karboni sipas reaksionit: CO2 + C = 2CO – nxehtësi. Në temperaturën 500-900°C oksidi i hekurit reduktohet sipas reaksioneve: 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 + nxehtësi Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 – nxehtësi FeO + CO = Fe + CO2 + nxehtësi. Pra reduktimi bëhet sipas kësaj skeme: Fe2O3  Fe3O4  FeO  Fe. Njësoj bëhet reduktimi i oksidit të manganit dhe siliciumit, sipas reaksioneve: MnO + C = Mn + CO – nxehtësi SiO2 + 2C = Si + 2CO – nxehtësi etj. Fosfori futet në furrlartë me xeheror, i cili duke bashkëvepruar me hekurin, formon fosfurin e hekurit, sipas reaksionit: P + 3Fe = Fe3P. Squfuri ndodhet në mineral dhe në koks në trajtë piriti ose squfuri. Në furrlartë piriti shpërbëhet: FeS2 = FeS + S. Për shkak të temperaturës së lartë, hekuri i reduktuar shkrihet, e duke rrjedhur nëpër shtresat e koksit të skuqur, ngopet me karbon, duke formuar gizën, e cila grumbullohet në vatrën e furrës. Varësisht nga xehja dhe proqesi i shkrirjes, hekuri përveq karbonit do të përmbajë në sasi më të vogël apo më të madhe elementet përcjellës, siq janë: Si,P,Mn dhe S. Përveç gizës për ripunim dhe për shkritore, që është prodhimi kryesor, nga furrlarta prodhohet edhe zgjyra, e cila përdoret për prodhimin e çimentos e të materialeve tjera të ndërtimit (si tullat e ndryshme) dhe gazi i furrlartës, me aftësi kalorike 3560-3980 kJ/m3, i cili pas pastrimit nga pluhuri përdoret si lëndë e djegshme për ngrohjen e ajrit në ajërngrohës. Varësisht nga përmbajtja kimike e xehes, hekuri i papërpunuar mund të jetë disa llojesh: -nëse xehja përmban më shum mangan, atëherë fitohet hekuri i bardhë i papërpunuar (hekur-çimentit) Fe-Fe3C, e që me përpunim të mëtejmë prodhohet çeliku. Shumica e hekurit të prodhuar është hekur i bardhë. -nëse xehja përmban më shum silicium i cili i shkatërron karbidet, karboni merr formë të grafitit. Kështu fitohet hekuri i hirtë i papërpunuar, e që me përpunim të mëtejmë prodhohen gizat. 2003 115
  • 115. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 5.2 ÇELIKU DHE PRODHIMI I TIJ Çeliku prodhohet nga giza për ripunim: Për të kaluar nga giza në çelik duhet të ulet përmbajtja e karbonit në më pak se 2,14%. Krahas me këtë, ulet edhe përqindja e elementeve tjerë (Si, Mn, S, P). Ndarja e karbonit dhe elementeve tjerë nga giza bëhet duke i djegur ato (duke i shndërruar në okside) me oksigjenin e ajrit apo oksidin e hekurit. Sot përdoren tri mënyra kryesore të prodhimit të çelikut: proqesi konvertor, proqesi në furrën Martin, proqesi në furrën elektrike. 5.2.1 Përfitimi i çelikut në konvertorë Në konvertorët Besemer, Tomas, LD, çeliku përfitohet nga giza e lëngët, duke zvogluar përqindjen e karbonit nga oksigjeni i ajrit ose oksigjeni i pastër pa përdorur lëndë djegëse. Nxehtësia e nevojshme për prodhimin e çelikut sigurohet nga reaksionet ekzotermike të oksidimit të elementeve që përmban giza, si : C, Si, Mn. Konvertori Besemer ka formë dardhe të paisur në fundin e tij me ajër fryrës. Të njejtën formë e ka edhe konvertori Tomas (fig.5.2). 116 2003 .
  • 116. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.5.2 Skema e mbushjes, punës dhe zbrazjes së një konvertori për përfitimin e çelikut Oksigjeni i ajrit futet prej së poshtmi me presion dhe përshkon gizën e lëngët në konvertor në temperaturë rreth 1300°C, djeg karbonin dhe elementet tjerë (Si, Mn). Reaksionet e oksidimit çlirojnë sasi të madhe të nxehtësisë, duke bërë që temperatura e banjos të rritet 1600-1650°C. Kjo mjafton për zhvillimin deri në fund të proqesit të prodhimit të çelikut, që zgjatë 15-20 min. Siç shihet giza në proqesin Besemer duhet të përmbajë sasi të madhe të Si dhe Mn, sepse djegia e këtyre elementeve 2003 117
  • 117. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini është burim nxehtësie, kurse përmbajtja e squfurit dhe e fosforit duhet të jetë minimale, sepse ato nuk veçohen gjatë proqesit. Konvertori i Besemerit është i mveshur nga brenda me material zjarrdurues me bazë siliciumi (SiO2). Ndërsa për prodhimin e çelikut nga giza me përqindje të lartë të fosforit (1,5% e më shum) përdoret konvertori Tomas. Ndërtimi i tij dhe parimi i punës është i njejtë me të Besemerit dhe ndryshon vetëm nga veshja e brendshme e tij sepse bëhet me tulla magnezite (MgO). Çeliqet e përfituar në konvertorët Besemer dhe Tomas janë poroz për shkak të përmbajtjes së gazeve, veçanërisht të azotit. Gjithashtu përbërja kimike e çelikut nuk mund të rregullohet për shkak të kohës shum të shkurtër dhe nuk mund të prodhohen çeliqe të lidhura, sepse ndodhë djegia e elementeve. Këto janë të metat e këtyre konvertorëve. Kështu sot përdorim të gjërë kanë gjetur konvertorët LD. Fig.5.3 Ndërtimi i brendshëm i konvertorit Konvertori LD (Linz-Donawitz)* Prodhimi i çelikut me proqesin LD është gadi i njejtë me proqesin Besemer dhe Tomas. Edhe këtu përdoret konvertori me trajtë të përafërt. Ndryshimi është se nuk futet ajër nga posht por oksigjen nga lart nëpërmjet një fryrësi, që vendoset mbi nivelin e banjës së gizës së shkrirë. Kjo bënë që të mënjanohet efekti i dëmshëm i azotit në banjën e lëngët. Si rrjedhim, mund të prodhohet çelik edhe nga giza me përmbajtje të ulët të elementeve P, Si, etj. Në këtë konvertorë mund të shkrihen edhe rikuperot (mbetjet metalike), gjë që ka rëndësi të madhe ekonomike. *Linz-Donawitz,dy qytete në Austri ku është përdorë për herë të parë ky konvertor 118 2003 .
  • 118. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Me këtë proqes përfitohen çeliqe të ndryshme me përmbajtje të caktuara të elementeve, si: çeliqe me pak karbon, me shum karbon, pak të lidhura ose shum të lidhura, të cilësisë së lartë, etj. Prodhimtaria në konvertorin LD është rreth 10 herë më e madhe se në konvertorët Besemer dhe Tomas. Fig.5.4 Proqesi i punës në konvertorin LD Fig.5.5 Proqesi i punës në konvertorin AOD (Argon Oxygen Decarburation) 2003 119
  • 119. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.5.6 Një repart për përfitimin e çelikut në konvertorë 100t 120 2003 .
  • 120. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 5.2.2 Furra e Simens-Martinit për përfitimin e çelikut Përfitimi i çelikut në furrat e Simens-Martinit ka rëndësi të posaqme sepse në to mund të përpunojmë sasi të dukshme të çeliqeve shkart edhe deri në 80% të kapacitetit. Xehja e përgaditur dhe hekuri i vjetër vendosen në paisjen për mbushje e cila e shtyn në furrë. Furra ka dy komora për djegie të cilat punojnë me rend: derisa nëpër njërën sillet lënda djegëse (gazi, vaji për djegie, mazuti) dhe ajri i nxehtë, nëpër nxemësin tjetër dalin gazrat e djegur të cilët barten në komore për të nxe ajrin dhe muret e komoreve. Pas pak ndërrohet kahja e rrymimit dhe vazhdon proqesi i njejtë (fig.5.7). Me këtë metodë prodhohen çeliqe jo aq kualitative. Çeliqet e cilësisë së lartë karbonike dhe të lidhur prodhohen në furra elektrike. Fig.5.7 Furra e Simens-Martinit 2003 121
  • 121. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 5.2.3 Furra elektrike për prodhimin e çelikut Agregatet më të përsosura për prodhimin e çelikut janë furrat elektrike, ku energjia elektrike shndërrohet në nxehtësi, që është e nevojshme për shkrirjen e çelikut. Përparësitë e prodhimit në këto furra janë: 1.Përgaditja e furrës është shum e thjesht. 2.Mungesa e flakës oksiduese dhe hyrja e pakt e ajrit jep mundësi që në furrë të krijohet atmosferë asnjanëse ose redukuese, bëhet dezoksidimi i mirë i çelikut dhe zgjyrës. 3.Mund të arrihen temperatura të larta (mbi 2000°C), gjë që jep mundësi të prodhohet çdo lloj çeliku i lidhur me përmbajtje të lartë të elementeve lidhëse, si: Cr, Ni, V, Ti, W, Mo, etj. Gjithashtu këtu është i mundur rregullimi i temperaturës. 4.Mund të përdoren materiale me përmbajtje të lartë përzierjesh të dëmshme (S,P), sepse ato menjanohen nga zgjyra. 5.Humbjet e metalit janë të vogla, etj. E metë e këtyre furrave është kostoja e lartë nga hargjimi i madh i energjisë elektrike. Fig. 5.8 Furra e lartë elektrike bashkohore (200 t) 122 2003 .
  • 122. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.5.9 Elektrofurra 1-mbushja e furrës me hekur të vjetër dhe xehe të hekurit, 2-shkrirja, 3-largimi i troskës, 4-derdhja e çelikut 5.3 HEKURI I DERDHUR Hekuri i derdhur është lidhje e cila përmban më tepër se 2,14%C, si dhe një përqindje të caktuar të elementeve përcjellëse (silicium, mangan, fosfor, squfur) dhe elemente tjera. Siliciumi në hekur të derdhur është në përmbajtje prej 0,5-3,5%. Siliciumi ndikon në zbërthimin e çimentitit dhe ndarjen e grafitit. Siliciumi formon numër të madh të qendrave kristalizuese dhe shpejton rritjen e kristaleve të grafitit. Mangani në hekurin e derdhur sillet në përmbajtje prej 0,3-1,2%. Mangani e pengon zbërthimin e çimentitit dhe ndihmon formimin e perlitit lamelar. Mangani e lidh squfurin dhe kështu e pengon veprimin e dëmshëm të tij. Fosfori në hekurin e derdhur gjendet prej 0,1-0,6%. Prezenca e fosforit në hekurin e derdhur e rritë aftësinë për derdhje dhe rezistencën ndaj konsumit, ndërsa e zvogëlon shtalbësinë. 2003 123
  • 123. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Squfur në hekurin e derdhur ka deri në 0,15%. Është element i dëmshëm, sepse prezenca e tij në hekurin e derdhur e rritë thyeshmërinë, e vështirëson zbërthimin e grafitit, e zvogëlon aftësinë për derdhje dhe shkakton plasaritje në detalet e derdhura. Ndikimi i dëmshëm i squfurit neutralizohet me shtimin e manganit. Vetitë dhe përdorimi i hekurit të derdhur varen nga forma e karbonit që ndodhet në strukturën e hekurit. Karboni në hekurin e derdhur mund të gjindet në dy forma: -si karbid hekuri (çimentit) Fe3C ose karbid i fituar me lidhjen e karbonit me elemente tjerë (Cr, Mo, W, V, etj), dhe -si karbon i pastër (grafit). Varësisht nga mënyra e përfitimit dhe forma e paraqitjes së karbonit në hekur,dallojmë këto lloje të hekurit të derdhur: 1. Giza e bardhë 2. Giza e hirtë 3. Giza sferoidale 4. Giza e lidhur 5.Giza e temperuar 5.3.1 Giza e bardhë Karboni këtu gjindet i lidhur në formë çimentiti ose karbideve tjerë. Elementet kryesor këtu janë: çimentiti, ledeburiti dhe perliti. Përbërja kimike e gizës së bardhë sillet prej 2,2-4% C, 0,3-1,5% Si dhe 0,4-1,5 % Mn. Për nga vetitë mekanike giza e bardhë është shum e fortë, rezistuese në fërkim dhe shum vështirë përpunohet me gdhendje, për ktë zakonisht përpunohet me retifikim. Për shkak të fortësisë shum të madhe, giza e bardhë nuk mund të përpunohet me deformacion plastik. Giza e bardhë e leguruar dallohet për rezistencë të lartë ndaj korrozionit, ndaj temperaturave të larta dhe ndaj thartirave. Varësisht nga struktura dhe pamja e sipërfaqes në vendin e thyerjes dallojmë dy lloje gizash të bardha: Giza e bardhë e fortë - kur copa e derdhur ka strukturë të derdhjes së bardhë në tërë thellësinë. Detalet e derdhura kanë fortësi të madhe (deri 500 HB),janë të thyeshme dhe rezistuese ndaj konsumit, por nuk janë të qëndrueshme ndaj ngarkesave dinamike. Mund të përpunohen vetëm me retifikim. Nga kjo gizë punohen detale që janë të ngarkuara në konsum të përhershëm. Giza e bardhë korefortë - kur vetëm shtresa sipërfaqësore ka strukturën e gizës së bardhë, një cipë e fortë me çimentit, ndërsa pjesa e brendshme (zemra) ka grafit. Në vendin e thyerjes sipërfaqja e shtresës së jashtme (cipa) është e bardhë, ndërsa duke shkuar kah brendia ajo është e hirtë. D.t.th. struktura e kësaj gize është e bardhë në të hirtë dhe për këtë arsye shpesh quhet gizë e melioruar (e përzier). 124 2003 .
  • 124. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 5.3.2 Giza e hirtë Është disa llojesh dhe kryesisht përdoret si material konstruktiv. Giza e hirtë quhet edhe derdhje e hirtë dhe karakterizohet me përmbajtje të siliciumit 1,5-4,25%. Giza e hirtë paraqet llojin e gizave më të lira dhe më të përdorura. Përfitohet me përpunimin (rishkrirjen)e hekurit të hirtë të papërpunuar në furra përkatëse, i cili shkrihet së bashku me mbeturina të detaleve të ndryshme nga hekuri i derdhur dhe çeliku. Giza e hirtë përmban 3-4% karbon në formë grafiti lamelar (60-90%)dhe pjesa tjetër e lidhur në çimentit. Giza e hirtë shkrihet në temperaturën 1200°C, ndërsa derdhet nga 1400-1500°C. Ka veti të mira për derdhje dhe paraqet materialin kryesor për prodhimin e pjesëve të derdhura prej gize. Pjesët e derdhura prej gizës së hirtë e kanë qëndrueshmërinë në tërheqje 120-320 N/mm2, në lakim 280-520 N/mm2 dhe në shtypje 500-1000 N/mm2. Fortësia e gizës së hirtë është 120-280 HB. Giza e hirtë mund të përpunohet mirë me gdhendje, mund të saldohet dhe të përpunohet termikisht, por nuk mund të përpunohet me deformim plastik. Rezistenca ndaj korozionit e gizës së hirtë është mjaft e lartë. Prej gizës së hirtë ndërtohen pjesë të ndryshme në industrinë e makinave (rrota me dhëmbëingranazh, cilindra, bazamente makinash, blloqe të motorave, pulexha, etj. 5.3.3 Giza sferoidale Është giza e cila përfitohet me shkrirjen e sërishme të hekurit të hirtë të fituar në furra të larta ku një sasi e caktuar e karbonit ndahet (zbërthehet) në formë të grafitit sferoidal. Në mënyrë që të fitohet grafiti sferoidal, masës së shkrirë i shtohet magnez ose kalcium. Së pari bëhet dezoksidimi (largimi i oksidit) i masës së shkrirë, e pastaj i shtohet magnezium deri në 0,5%, i cili formon qendrat e kristalizimit të grafitit sferoidal. Giza sferoidale përmban: 3,2-3,9%C, 1,7-2,8%Si, deri në 0,5%Mn dhe pak fosfor dhe squfur. Struktura bazë e gizës sferoidale mund të jetë ferite, ferito-perlite ose perlite. Për shkak të ndarjes së grafitit në formë të sferave, kjo gizë ka veti mekanike dhe teknologjike më të mira se giza e hirtë. Qëndrueshmëria e gizës sferoidale është prej 370-800 N/mm2. Fortësia e saj pas përpunimit termik (kalitjes)është 55-60 HRC. Derdhshmëria e gizës sferoidale është mjaft e mirë, kështu që mund të fitohen detale me mure të holla. Ka përpunueshmëri të mirë me prerje dhe saldueshmëri të mirë. Deri diku mund të përpunohet edhe me deformim plastik. Giza sferoidale ka përdorim mjaft të gjërë në industri. Përdoret për punimin e pjesëve të motorave, të makinave bujqësore, etj. Nga kjo gizë punohen pistona, boshte brrylore, pulexho, dhëmbëzorë, etj. 2003 125
  • 125. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 5.3.4 Giza e lidhur Për tia përmirësuar vetitë mekanike, siç janë fortësia dhe elasticiteti, gizës së derdhur i shtohen në sasi më të vogël elemente legurues: Cr, Ni, Ti, Mo, Cu dhe Al. Elementet legurues nuk kanë ndikim të njejtë, disa prej tyre lehtësojnë ndarjen e grafitit siç është Ni, të tjerët lehtësojnë formimin e karbidit siç është Cr. Gjatë legurimit duhet patur kujdes në përmbajtjen e tërë të C+Si. Me zgjedhjen dhe dozimin e drejtë të elementeve legurues, fitohet gizë me kualitet të lartë. Qëndrueshmëria e gizës rritet me shtimin e nikelit dhe molibdenit. Fortësia dhe rezistenca ndaj konsumit rritet me shtimin e manganit, kromit molibdenit dhe nikelit. Qëndrueshmëria në temperatura të larta përmirësohet me shtimin e siliciumit, kromit, aluminit , niklit dhe molibdenit. 5.3.5 Giza e temperuar Giza e temperuar apo giza e pjekur është lidhje e hekurit dhe karbonit, në strukturën e së cilës pas ngurtësimit nuk mbetet karbon i lirë, por i tërë karboni lidhet në formë të perlitit dhe çimentitit (Fe3C). Me anë të përpunimit termik-temperimit të kësaj gize fitohet struktura bazë ferite ose perlite. Me temperim arrihet zbërthimi i çimentitit dhe dekarbonizimi i pjesshëm (giza e bardhë e temperuar) ose zbërthimi i çimentitit (giza e zezë e temperuar). Përpunimi termik bëhet me pjekje në temperaturë prej 900 deri 1050°C, brenda kohës 4 deri 6 ditë. Kjo kohë e pjekjes bën të mundur zbërthimin e çimentitit në hekur dhe karbon (Fe3C →3Fe+C), me ç’rast grafiti ndahet në formë fjollash, të cilat quhen karbon i temperuar ose i pjekur. Giza e temperuar ka derdhshmëri të mirë dhe qëndrueshmëri të afërt me çelikun. Përdoret për punimin e detaleve të cilat duhet të kenë veti më të mira se ato të gizës së hirtë ndërsa prodhimi i atyre pjesëve nga çeliku do të ishte i shtrenjtë dhe i vështirë. Në bazë të përbërjes kimike, mënyrës së përfitimin, strukturës dhe vetive dallojmë dy lloje të gizës temper: - gizë temper e bardhë - gizë temper e zezë Giza temper e bardhë ka strukturë shum të mirë, mund të farkëtohet, të ngjitet me kallaj, të saldohet, të përpunohet me gdhendje dhe të kalitet. Qëndrueshmërinë në tërheqje e ka prej 340-480 N/mm2, zgjatimin 3-15% dhe fortësinë 200-230 HB. Përdoret për punimin e detaleve të derdhura me mure të holla: detaleve të biçikletave, makinave qepëse, makinave bujqësore, etj. Giza temper e zezë quhet ajo gizë te e cila pas përpunimit termik lirohet e tërë sasia e karbonit dhe mbetet vetëm rrjeta ferite. Giza temper e zezë sipërfaqen e thyerjes e ka të zezë. Gjatë ftohjes tkuret për 1,5%. Ka qëndrueshmëri në tërheqje deri në 700 N/mm2, zgjatim prej 2 der 10 % dhe fortësi 150-290 HB. 126 2003 .
  • 126. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Ka përdorim më të gjerë se giza e bardhë temper. Përdoret për punimin e detaleve të derdhura me mure të trasha: shtëpiza, lidhëse dhe kthesa gypash, pjesë të motorit, të makinave bujqësore, etj. 5.4 MËNYRAT E DERDHJES SË HEKURIT DHE ÇELIKUT Derdhja e hekurit dhe çelikut të shkrirë bëhet në këto mënyra: a)derdhje nga lart; b)derdhje nga poshtë (me sifon); c)derdhje kontinuale (pa ndërprerje). a)Derdhja nga lart- përdoret për të derdhur sasi të vogla çeliku. Me këtë mënyrë mund të derdhim çelik në temperaturë më të ulët, gjë që pakson zgavrat e tkurrjes dhe e bënë çelikun më të ngjeshur. E meta kryesore e kësaj metode është se kallëpet e derdhura kanë mjaft defekte në sipërfaqe, sepse rryma e çelikut të shkrirë bie në formë me presion dhe prish cilësinë e sipërfaqes së brendshme të saj. Fig.5.10 Derdhja nga lartë 1.kokila, 2.leva pör lëshuarjen e derdhjes b)Derdhja nga poshtë- lejon të mbushet në të njejtën kohë një grup i madh formash 2, të vendosura mbi një platformë gize 3, që ka kanalet 4 të shtruara me materiale zjarrduruese. Këto kanale janë të vendosura në trajtë rrezesh, duke lidhur hinkën e derdhjes 1 me format 2, që janë dy nga dy simetrike kundrejt aksit të hinkës. Kjo mënyrë është më e mirë se e para, sepse, jo vetëm që mund të mbushen disa forma përnjëherë, por edhe sipërfaqja e kallëpeve del e pastër dhe pa defekte. 2003 127
  • 127. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini a) b) Fig.5.11 Derdhja nga poshtë (a dhe b) 1.hinka e derdhjes , 2.format , 3.platforma prej gize , 4.kanalet prej materiali zjarrdurues c)Derdhja pa ndërprerje bëhet në këtë mënyrë: çeliku i shkrirë nga kova 1 hidhet në sistemin ushqyes 2 dhe prej tij shkon në forma, ku ngurtësohet duke u ftohur me ujë 3. Duke kaluar në ftohësit e tjerë me ujë 4, ngurtësimi i çelikut intensifikohet. Copa e ngurtësuar tërhiqet prej ruleve 5, shkon në kanalet e aparateve të prerjes me gaz 6, pritet në gjatësi të porositura dhe me anë të kontejnerit, shkon në repartin e laminimit. Kjo është një mënyrë e re, më e mirë se dy të parat, sepse nuk kërkon paisje të shtrenjta dhe njëkohësisht rrit prodhimtarinë duke ulur humbjen e metalit. 128 2003 .
  • 128. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE a) b) Fig.5.12 Derdhja pa ndërprerje (a dhe b) 1.kova me çelik të shkrirë , 2.sistemi ushqyes , 3 dhe 4.ftohja me ujë, 5.cilindrat tërheqës, 6.aparati për prerje me gaz 2003 129
  • 129. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 5.5 STRUKTURA E ÇELIKUT TË DERDHUR Çeliku i lëngët derdhet në kokile (formë) në temperaturën 1540-1580°C dhe sapo prek muret e saj (që kanë temperaturë 20-80°C), ndodhë ftohja e shpejtë e tij, duke formuar shtresën 1 me kristale të imëta. Pas formimit të kësaj shtrese, metali i lingotës largohet pak nga muret e kokiles, si rrjedhim i tkurjes së shtresës së jashtme të metalit. Gjithashtu, shpejtësia e ftohjes së çelikut zvogëlohet dhe kristalet 2 vendosen pingul me sipërfaqen ftohëse të kokiles. Pjesa e brendshme e lingotës ftohet më ngadalë se e jashtmja, kështu që këtu formohen kristale më të mëdha 3. Në lingotë formohet zgavra e tkurrjes 4 dhe zona e shkrifët 5. Struktura e lingotës varet nga temperatura dhe shpejtësia e derdhjes, nga temperatura dhe trashësia e mureve të kokiles, nga përbërja kimike e çelikut dhe nga një seri faktorësh tjerë (fig.5.13). Fig.5.13 Struktura e një lingote të hekurit të derdhur 130 2003 .
  • 130. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 5.6 KLASIFIKIMI I ÇELIKUT Bëhet në mënyra të ndryshme. Më së tepërmi bëhet sipas: -mënyrës së prodhimit -mënyrës së përpunimit -cilësisë -strukturës -përdorimit -përbërjes kimike,etj. Varësisht nga mënyra e prodhimit çeliku ndahet në: çelik i përfituar në furrë me flakë të Simens-Martinit, në konvertorë të Besemerit, të Tomasit, në konvertorë LD, në furrë elektrike, etj. Varësisht nga mënyra e përpunimit çeliku ndahet në: çelik i farkëtuar, çelik i derdhur, çelik i petëzuar, çelik i tërhequr, çelik i presuar, etj. Varësisht nga cilësia çeliku ndahet në: çelik i zakonshëm, çelik cilësor dhe çelik i cilësisë së lartë. Çeliqet e zakonshëm janë ato çeliqe te të cilat nuk garantohet përbërja kimike si dhe përbërja e papastërtive të S dhe P. Kjo përbërje e S dhe P është më e madhe se 0,1%. Te këto çeliqe garantohet qëndrueshmëria në tërheqje apo ndonjë veti tjetër mekanike. Çeliqet cilësor përbëjnë më pak se 0,09% S dhe P bashkarisht, gjegjësisht më pak se 0,045% S dhe P veçmas.. Çeliqet e cilësisë së lartë janë ato çeliqe ku përbërja e S dhe P është më pak se 0,07% së bashku, apo më pak se 0,035 %S dhe P veçmas. Këto çeliqe përfitohen në furra elektrike dhe çdoherë përpunohen termikisht. Varësisht nga struktura çeliqet ndahen në: çelik eutektoidal, feritik, perlitik, austenitik, ledeburitik, martensitik. Varësisht nga përdorimi çeliqet ndahen në : konstruktiv, për vegla, special. Çeliqet konstruktiv (paraeutektoidal)- përmbajnë përqindje të vogël karboni, zakonisht deri në 0,8%. Kanë qëndrueshmëri dhe fortësi të vogël-janë të lirë. Çeliqet për vegla (mbieutektoidal)-zakonisht përmbajnë më tepër se 0,8%C. Përdoren edhe për qëllime tjera, jo vetëm për vegla. Varësisht nga përbërja kimike çeliqet ndahen në: karbonike dhe të lidhur. çeliqet karbonike elementi kryesor është karboni, por përmbajnë edhe përqindje të vogël të Mn, Si, P dhe S. Vetitë e këtyre çeliqeve varen nga sasia e karbonit prej nga edhe ndahen në çeliqe të buta që përmbajnë 0,05 – 0,5 % C dhe çeliqe të forta që përmbajnë 0,5 – 1,7 % C. 2003 131
  • 131. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Çeliqet e lidhur, varësisht nga përmbajtja e elementeve lidhës mund të jenë: çeliqe me përmbajtje të ulët të elementeve lidhës, çeliqe me përmbajtje mesatare të elementeve lidhës dhe çeliqe me përmbajtje të lartë të elementeve lidhës. Çeliqet ndahen edhe sipas aftësisë kalitëse: -Që kaliten mirë – C > 0,3% - Që nuk kaliten – C < 0,3% Për tu kalitur me sukses çeliku duhet të ketë mjaft C. 5.7 SIMBOLIZIMI I ÇELIQEVE 5.7.1 SIMBOLIZIMI I ÇELIQEVE SIPAS STANDARDIT DIN Sipas standardit gjerman DIN 17006 çeliku ndahet në: 1.Çelik i palidhur dhe 2.Çelik i lidhur Çeliqet e palidhur janë ato çeliqe që nuk e kalojnë këtë përbërje kimike: Silicium 0,5% Mangan 0,8% Alumin dhe titan 0,1% Bakër 0,25% Çeliqet e lidhur janë ato çeliqe që e kalojnë vlerën maksimale të elementeve të cekura më lart ose çeliqet të cilëve u shtohen elemente lidhëse me qëllim të arritjes së vetive të posaçme. Çeliqet e lidhur mund të jenë çeliqe me lidhje të ulët ku shuma e tërë elementeve lidhëse nuk është më e madhe se 5% dhe çeliqe me lidhje të lartë ku shuma e tërë e elementeve lidhëse është më e madhe se 5%. I Çeliqet e palidhur a)Çeliqet konstruktiv të zakonshëm që përdoren pa u përpunua termikisht, shenohen me: simbolin St (Stahl) dhe simbolin numerik i cili tregon qëndrueshmërinë minimale në tërheqje (daN/mm2) . Shembëll: -çeliku me qëndr.në tërheqje 34-42 daN/mm2, e ka simbolin :St 34 -çeliku me qëndr.në tërheqje 49-60 daN/mm2, e ka simbolin:St 50 132 2003 .
  • 132. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE b)Çeliqet karbonik cilësor të cilët para përdorimit i nënshtrohen përpunimit termik, te të cilët vetitë mekanike nuk janë kryesore, por ato të fituara pas përpunimit termik, shenohen me: simbolin C simbolin numerik që tregon vlerën mesatare të përqindjes së karbonit të shumzuar me 100. Duhet theksu se në këtë grup të çeliqeve numrohen ato, të cilat nuk përmbajnë më shum se 0,45% S dhe 0,045% P. Shembëll: -Çeliku për çimentim me përmbajtje të karbonit prej 0,12% deri 0,18%, me përmbajtje mesatare të karbonit 0,15%. Simboli i çelikut për përmirësim dhe çimentim është C. Përmbajtja mesatare e karbonit e shumzuar me 100 është 0,15 ∙ 100=15, kështuqë shenja e këtij çeliku është C 15. -Çeliku për përmirësim me përmbajtje mesatare të karbonit prej 0,35 %. Simboli i këtij çeliku prap është C. Përmbajtja mesatare e karbonit e shumëzuar me 100 është 0,35∙100=35, kështuqë shenja e këtij çeliku është C35. c)Çeliqet e çmueshëm karbonik, edhe këto çeliqe para përdorimit i nënshtrohen përpunimit termik. Janë ato çeliqe te të cilat përqindja e squfurit dhe fosforit nuk e kalon 0,035%. Simboli i këtyre çeliqeve është Ck. P.sh. nëse çeliqet C 15 dhe C35 përmbajnë maksimalisht squfur 0,035% dhe fosfor 0,035% ato do të quhen çeliqe të çmueshëm dhe do të shenohen me shenjat Ck 15 dhe Ck 35. II Çeliqet e lidhur a)Çeliqet me lidhje të ulët Shenja e çelikut sipas këtij standardi përmban tri pjesë dhe atë: simbolin numerik që tregon përqindjen mesatare të karbonit të shumëzuar me 100. simbolin e elementeve lidhëse të radhitur sipas përmbajtjes reale në çelik nga tabela 11: Tab.11-Elementet lidhës të renditur Al 1 Cr 2 Co C Cu Mn Ni P S Si Ti V W 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 numri i elementit lidhës me ndikim më të madh. Si element me ndikim më të madh konsiderohet ai i cili ka vlerën më të madhe të prodhimit në mes vlerës mesatare të përqindjes së elementit dhe faktorit të ndikimit të tij nga tab.12: Tab.12-Faktorët e ndikimit të elementeve lidhëse Elementi lidhës Cr,Co,Mn,Ni,Si,W Al,Cu,Mo,Ti,V,Be,Pb,B,Nb,Ta,Zr P,S,N,C,Ce Faktori i ndikimit të elementit lidhës 4 10 100 2003 133
  • 133. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Shembuj 1.Të gjindet shenja e çelikut që ka: -përqindje mesatare të karbonit C=0,15% -përqindje mesatare të kromit Cr=0,70% Shenja e parë është 15 (sepse 0,15∙100=15) Shenja e dytë është Cr (elementi lidhës) Shenja e tretë është 3 (sepse 0,70∙4=2,8≈3). Prej nga del se shenja e këtij çeliku është 15 Cr 3 dhe paraqet çelikun me krom që përdoret për çimentim. 2.Tëgjindet shenja e çelikut që ka: -përqindje mesatare të karbonit C=0,25% ( 0,22-0,29%C) -përqindje mesatare të kromit Cr=1,0% (0,9-1,2%Cr) -përqindje mesatare të molibdenit Mo=0,20% (0,15-0,25%Mo) Shenja e parë është 25 (sepse 0,25∙100=25) Shenja e dytë është Cr Mo (elementi me ndikim më të madh është kromi) Shenja e tretë është 4 (sepse 1,0%Cr∙4=4) Prej nga del se shenja e këtij çeliku është 25 Cr Mo 4 dhe paraqet çelikun me krom-molibden për përmirësim. 3.Të gjindet shenja e çelikut që ka: -përqindje mesatare të karbonit C=0,35% (0,32-0,4%C) -përqindje mesatare të squfurit S=0,2% (0,15-0,25%S), Shenja e parë është 35 (sepse 0,35∙100=35) Shenja e dytë është S (elementi me ndikim më të madh që këtu është shtu me qëllim) Shenja e tretë 20 (sepse 0,2∙100=20) Prej nga del se shenja e këtij çeliku është 35 S 20 dhe paraqet çelikun për automate. b)Çeliqet me lidhje të lartë Këto çeliqe shënohen ngjashëm me çeliqet me lidhje të ulët. Për shkak të numrit të madh të elementeve lidhës dhe për lehtësi shënimi, te këto çeliqe faktori i ndikimit të elementit lidhës merret ,,1’’,ndërsa për karbonin merret prap ,,100’’. Për dallim të shpejtë nga çeliqet me lidhje të ulët, çeliqeve me lidhje të lartë u shtohet përpara germa ,,X’’. 134 2003 .
  • 134. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Shenjat plotësuese të çeliqeve Me shenjat plotësuese tregohet: Mënyra e përfitimit të çelikut dhe derdhja Këtu ky smbol shënohet para shenjës bazë të çelikut dhe tregon: B-çelik i përfituar në furrën e Besemerit M-çelik i përfituar në furrën e Simens-Martinit T-çelik i përfituar në furrën e Thomsonit W-çelik i përfituar me proqes të veqantë E-çelik i përfituar në furra elektrike Karakteristikat e veçanta Edhe këtu ky simbol shenohet para shenjës bazë të çelikut dhe tregon: S-i saldueshëm A-i rezistueshëm ndaj vjetrimit U-i derdhur i paqetësuar (i pastabilizuar) R-i derdhur i qetësuar (i stabilizuar) RR-posaçërisht i derdhur dhe i qetësuar Z-i tërhequr Gjendja e çelikut Ky simbol shenohet pas shenjës bazë të çelikut dhe tregon: B-me përpunueshmëri më të mirë E-i çimentuar G-i përpunuar termikisht me pjekje të butë K-i deformuar në të ftohët (i tërhequr) U-i petëzuar në gjeendje të nxehtë B-i përmirësuar N-i përpunuar termikisht me pjekje normale Mënyra e përpunimit të mëtejmë A-për riardhje Ak-për zierje As-për shuarje G-për pjekje të butë V-për përmirësim H-për kalitje 2003 135
  • 135. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Vlerat e garantuara Shenohen me simbole numerike pas shenjës bazë (tab13.) Tab.13 Simboli numerik Kufiri i rrjedhshmërisë Përkulja ose ngjeshja Shtalbësia Qëndrueshmëria permanente ose në temperatura të larta Vetitë elektrike ose magnetike 1 x 2 3 x 4 x x x 5 x x 6 x x 7 x x x 8 9 x x Shembëll i shënimit të çelikut me lidhje të lartë: Çeliku E 13 Cr V 5 3. 8 është: E-çelik i përfituar në furrë elektrike 13-me përmbajtje karboni 0,13 % (0,13∙100=13) Cr V-i lidhur me krom dhe vanadium 5-përmbajtja e kromit është 1,25% (1,25∙4=5) 3-përmbajtja e vanadiumit është 0,3% (0,3∙10=3 ) 8-me qëndrueshmëri permanente ose në temperatura të larta Çeliqet e derdhur shenohen njësoj me çeliqet e mësipërme. Ndryshimi qëndron vetëm në parashenjë, si: GS-hekur i derdhur GG-gizë e hirtë 5.7.2 SIMBOLIZIMI I ÇELIKUT SIPAS STANDARDIT KROAT (HRN) Simbolizimi përbëhet prej tri pjesëve: 1. Simboli me shkronjë Č, me të cilin shenohet çeliku, 2. Shenja themelore, e cila përmbanë katër simbole numerike, me të cilat shenohet lloji i çelikut, 3. Shenja plotësuese, e cila ka dy numra, me të cilët tregohet gjendja e çelikut. Č . XXXX . XX Shenja e materialit (Shkronjë) Shenja e llojit (shenja themelore) Shenja e gjendjes (shenjë plotësuese) 136 2003 .
  • 136. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 1. Çeliqet me përbërje kimike të pagarantuar Në vendin e 1 është : 0 Në vendin e 2 : shenohet numri që tregon qëndrueshmërinë në tërheqje (tab.1): Tab.14- Qëndrueshmëria në tërheqje Simboli 0 1 2 3 4 5 6 7 Qëndrueshmëria …300 340-360 370-390 400-490 500-590 600-690 700.. Në vendin e 3 dhe 4 (së bashku): 0… 44 – Çeliqet karbonike me pastërti të pagarantuar dhe çeliqet me kualitete tregtare 45… 89 – Çeliqet me pastërti të garantuar dhe me përbërje të garantuar të disa elementeve 90… 99 – për automate 2. Çeliqet karbonike dhe të lidhura me përbërje kimike të garantuar a) Çeliqet karbonike - Simboli në vendin 1, është 1 - Simboli në vendin 2, është dhjetfishi i vlerës maksimale të përqindjes së karbonit i rrumbullaksuar (p.sh. për C ≥ 0,9 është 9.) b) Çeliqet e lidhura - Simboli në vendin 1, tregon elementin lidhës me ndikim më të madh. - Simboli në vendin 2, tregon elementin e dytë me radhë për nga ndikimi. Për çeliqet me një element lidhës, shenja është 1. Tab.15-Përqindja maksimale e elementeve të cilët konsiderohen si primesa në çelik Elementi Si Mn Cr Ni W Mo V Co Ti Cu Al Përqindja 0,60 0,80 0,20 0,30 0,10 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 0,05 Tab.16-Shenjat e elementeve lidhëse Elementi C Si Mn Cr Ni 1 2 3 4 5 Shenja W 6 Mo 7 V 8 Tjerë 9 Element me ndikim më të madh legurues nënkuptohet ai që ka vlerë më të madhe të shumzimit të përqindjes në çelik dhe faktorit të ndikimit. Tab.17 – Faktori ndikues i elementeve lidhëse Elementi Si Mn Cr Ni W Mo 1 4 4 7 14 Përqindja 1 V 17 2003 Co 20 Ti 30 Cu 1 Al 1 Tjerët 30 137
  • 137. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Nëse çeliqet e lidhura me shum elemente kanë më shum elemente me vlerë të njejtë të shumzimit të përqindjes dhe faktorit të ndikimit, element më me ndikim do të konsiderohet ai i cili ka shenjën me numër më të madh. Simboli në vendin 3 dhe 4 (së bashku) tregon: 0…19 - çeliqet që nuk janë të parapara për përpunim termik, 20…29 - çeliqet për çimentim, 30…39 - çeliqet për përmirësim, 40…49 - çeliqet karbonike dhe çeliqet e lidhur me pak elemente lidhëse, 50…59 - çeliqet e lidhur për vegla me shumë elemente lidhëse, 60…69 - çeliqet me veti të posaçme fizike, 70…79 - çeliqet zjarrdurues dhe kimikisht rrezistent, 80…89 - çeliqet shpejtprerës, 90…99 - çeliqet për automate dhe çeliqet tjerë. Shenja plotësuese në vendin 5 dhe 6 (ndaras) shenon gjendjen e çelikut 0 - pa përpunim të caktuar termik, 1 – i pjekur, 2 – i pjekur butë, 3 – i normalizuar, 4 – i përmirësuar, 5 – i deformuar në të ftohët, 6 – i lustruar ose i poliruar, 9 – i përpunuar sipas udhëzimeve të posaçme. Kjo shenjë përdoret vetëm për gjysëmprodukte dhe atë vetëm në dokumentacion në lidhje me furnizimin. Nuk ka të bëjë me pjesët e gatshme të vendosura dhe nuk vehet në vizatime. 138 2003 .
  • 138. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 5.7.3 SIMBOLIZIMI I ÇELIQEVE SIPAS AISI - SAE AISI (American Iron and Steel Institute) dhe SAE (Society of Automotive Engineers) Përshkruajnë sistemin e simbolizimit të çelikut (Tabela 18) i cili sistem përdorë katër ose pesë simbole numerike. Dy numrat e parë simbolizojnë elementet kryesor lidhës dhe dy numrat e fundit tregojnë përqindjen e karbonit. P.sh. AISI 1040 – çelik karbonik me 0,40 % C, AISI 10120 – çelik karbonik me 1,20 % C, AISI 4340 - çelik i lidhur me 0,40 % C. Tabela 18- Përbërja e çeliqeve të selektuara sipas AISI - SAE AISI – SAE 1020 1040 1060 1080 1095 1140 4140 4340 4620 52100 8620 9260 %C % Mn % Si 0,18-0,23 0,37-0,44 0,55-0,65 0,75-0,88 0,90-1,03 0,37-0,44 0,38-0,43 0,38-0,43 0,17-0,22 0,98-1,10 0,18-0,23 0,56-0,64 0,30-0,60 0,60-0,90 0,60-0,90 0,60-0,90 0,30-0,50 0,70-1,00 0,75-1,00 0,60-0,80 0,45-0,65 0,25-0,45 0,70-0,90 0,75-1,00 % Ni 0,15-0,30 0,15-0,30 0,15-0,30 0,15-0,30 0,15-0,30 1,80-2,20 2003 1,65-2,00 1,65-2,00 0,40-0,70 % Cr Tjerët 0,80-1,10 0,70-0,90 0,08-0,13 % S 0,15-0,25 % Mo 0,20-0,30 % Mo 0,20-0,30 % Mo 1,30-1,60 0,40-0,60 0,15-0,25 % V 139
  • 139. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Tabela 19- Simbolizimi i çeliqeve sipas HRN 140 2003 .
  • 140. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE KAPITULLI VI 6. PËRPUNIMI TERMIK I METALEVE Përpunim termik quajmë të gjitha veprimet termike me të cilat fitojmë gjendje strukturale të caktuar me qëllim që të sigurojmë karakteristika mekanike, teknologjike, fiziko-kimike të përcaktuara. Nxehtësia është faktori kryesor i përpunimit termik. Me ndikimin e nxehtësisë, metalit apo një lidhjeje, pa ia ndryshuar gjendjen agregate, arrijmë të ia ndryshojmë gjendjen strukturale. Nëse gjatë këtij ndikimi i shtojmë edhe veprimet kimike, atëherë kemi bërë përpunimin kimiko-termik. Ndër përpunimet termike më të rëndësishme janë: Pjekja, kalitja, normalizimi, riardhja, përpunimi në të ftohët (me ngrirje nën 0°C, zakonisht -60 deri -80°C), etj. Fig.6.1 Paraqitja grafike e përpunimeve termike në diagr. (temperatura-koha) Ndërsa proqeset më të njohura të përpunimit kimiko-termik janë: çimentimi, azotimi, cianizimi, alterizimi, kromizimi, silicimi, borimi, etj. Disa nga përpunimet më të rëndësishme të çeliqeve janë treguar në diagramin e gjendjes FeFe3C, në fig.6.2. 2003 141
  • 141. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.6.2 Paraqitja e përpunimeve termike në diagramin Fe-Fe3C 6.1 FAKTORËT QË NDIKOJNË NË PËRPUNIMET TERMIKE Nga fig.6.1 më sipër mund të shihet se proqesi i përpunimit termik përbëhet nga nxehja deri në një temperaturë të caktuar, mbajtja në atë temperaturë për njëfarë kohe dhe ftohja me shpejtësi të caktuar. Nga tre këta faktorë, më e rëndësishme është ftohja. Gjatë ftohjes ndodhin shndërrimet kryesore strukturore që përcaktojnë gjithë vetitë e metaleve. 6.1.1 Nxehja Temperatura e nxehjes dhe koha e nevojshme për arritjen e kësaj temperature, është e ndryshme për metale të ndryshme. Nxehja duhet të bëhet e njëtrajtshme si në sipërfaqe, ashtu edhe në qendër të detalit, pa krijuar çarje e plasaritje sipërfaqësore. 142 2003 .
  • 142. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Shpejtësia e nxehjes dhe koha e mbajtjes në temperaturën e nevojshme varet shumë edhe nga përbërja kimike, struktura dhe përmasat e detalit. Kështu, për çeliqet e lidhura koha e nxehjes duhet të jetë 20-25% më e madhe se për çeliqet me karbon, sepse ata e përcjellin më keq nxehtësinë. 6.1.2 Mbajtja Koha e mbajtjes së metalit në temperaturën e nxehjes maksimale për përpunim termik ka rëndësi të veçantë për të arritur temperaturë të njëtrajtshme nga sipërfaqja në qendër të detalit. Për proqesin e kalitjes dhe të lëshimit të çeliqeve me karbon, koha e nxehjes dhe koha e mbajtjes në temperaturën e duhur merren në raportin 4:1. Kjo tregohet në grafikun e fig.6.3. Fig.6.3 Raporti kohor në mes nxehjes, mbajtjes dhe ftohjes gjatë përpunimit termik 6.1.3 Ftohja Për proqeset e përpunimit termik rëndësi ka edhe zgjedhja e mjedisit të ftohjes, i cili, në saje të aftësive ftohëse dhe temperaturës së tij, siguron strukturën e nevojshme të metalit. Në mjedise ku shpejtësia e ftohjes është e madhe, në metal mund të krijohen sforcime të brendshme, që shkaktojnë çarje, deformime, etj. Mjediset ftohëse më të përdorshme janë: Uji, i cili ka energji ftohjeje të madhe edhe në temperaturën 18°C. Për detale të holla mund të përdoret uji me t=30-40°C, për të shmangur deformimet. Meqenëse kushton pak, përdoret gjerësisht si mjedis ftohjeje për kalitjen e çeliqeve me karbon. Për të rritur energjinë e ftohjes, përzihet me 10% NaCl ose NaOH. Ajri përdoret në gjendje natyrore për ftohje, por krijohen edhe rryma artificiale. Ftohja me ajër përdoret kryesisht për kalitjen dhe lëshimin e çeliqeve të lidhur, sepse këto çeliqe nuk durojnë ftohje të shpejtë. 2003 143
  • 143. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Vaji. Meqenëse vaji ka veshtulli më të lartë se uji, energjinë e ftohjes e ka 3-10 herë më të vogël se uji.Vajrat përdoren më shumë për kalitjen e çeliqeve të lidhura, sidomos vajrat e makinerive. Gjatë zhytjes së detalit të nxehtë në vaj duhet me pas shumë kujdes, sepse në temperaturën mbi 250°C vaji ndizet me flakë. 6.2 KALITJA Kalitja është ndër përpunimet termike më të rëndësishme. Kalitja e çeliqeve bëhet duke e nxe çelikun në temperaturë 30-50°C mbi vijën GSK, gjegjësisht mbi Ac3 për çeliqe paraeutektoidal dhe mbi Ac1 për çeliqe paseutektoidal. Mbahet për një kohë në këtë temperaturë dhe pastaj ftohet shpejtë në mjedis ftohës. Shtesa e temperaturës 30-50°C (mbi Ac3 dhe mbi Ac1), merret për efekte praktike si që janë saktësia e aparaturës, shpërndarja jo e njëtrajtshme e temperaturës në furrë, koha e kalimit të detalit nga furra në mjedisin ftohës, etj. Nga ftohja e shpejtë e austenitit nuk përfitohet më perlit, por një strukturë e re, që është tretje e mbingopur me karbon në hekurin Feα dhe quhet martenzit. Martenziti ka trajtën e gjilpërave të zgjatura, është shumë i fortë por i thyeshëm. Në kushte të ftohjes normale, të ngadalshme, austeniti para se të transformohet në α, largon nga rrjeta e vet tepricën e karbonit dhe elementeve tjerë lidhës. Ndërsa me rritjen e shpejtësisë së ftohjes deri në vlerën e shpejtësisë kritike, austeniti do të ftohet aq shpejtë sa që të gjitha kristalet γ (austenit) transformohen në α kristale pa e liruar tepricën e karbonit. Kështu i gjithë karboni që ka qenë i tretur në γ mbetet me dhunë në rrjetën α, ashtu që krijon gjendje të tensionuar dhe deformon rrjetën α të hekurit (kalon në rrjetë tetragonale nga ajo kubike). Me rritjen e përqindjes së karbonit në çelik, rritet edhe sasia e martenzitit. Sa më shumë karbon dhe elemente tjerë lidhëse që të mbeten në rrjetë pas kalitjes, aq më e madhe do të jetë qëndrueshmëria, e më e vogël shtalbësia dhe plasticiteti. D.m.th. pas kalitjes detali fiton veti mekanike më të mira, qëndrueshmëri në tërheqje, qëndrueshmëri në fërkim, mirëpo i zvoglohet shumë qëndrueshmëria në goditje dhe zgjatim relativ. Ftohja nga zona e austenitit, duhet të jetë aq e shpejtë sa të pamundësojë shndërrimin në fushën e perlitit, beinitit apo ndonjë strukture tjetër. Kjo d.t.th. se për arritjen e strukturës martenzite, shpejtësia e ftohjes duhet të jetë më e madhe se shpejtësia kritike e ftohjes. Në këtë mënyrë arrihet fortësia më e madhe e mundëshme. Shpejtësia kritike e ftohjes është shpejtësia më e vogël gjatë së cilës vie deri te transformimi i austenitit në martenzit. Varësisht nga shpejtësia e ftohjes mund të fitohen struktura të ndryshme (fig.6.4) 144 2003 .
  • 144. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.6.4 Strukturat e ndryshme në vartësi nga shpejtësitë e ftohjes Gjatë ftohjes me shpejtësi 5, fitohet strukturë perlite me fortësi HRC=20. Ftohja me shpejtësi 4 jep strukturë sorbite e ngjajshme me perlitin, por me kokrriza më të vogla dhe HRC=30. Ftohja me shpejtësi 3, jep strukturë trostite me kokrriza më të vogla se të sorbitit dhe me fortësi HRC=40. Ftohja më e shpejtë 2, jep strukturë beinite, e ngjajshme me trostitin, por në formë sferash apo gjilpëre me fortësi HRC=50-55. Kurse me ftohje shumë të shpejtë 1 (v>180 °C/s), fitohet strukturë martenzite, që është struktura më karakteristike e kalitjes dhe ka fortësi HRC=60-64. Në praktikë shpejtësitë e ndryshme të ftohjes fitohen në mjete të ndryshme ftohëse, si: ujë, vaj, ajër, tretje të ngopura me krypëra, tretje të krypërave në ujë, etj. Shndërrimi i strukturës austenite në ate martenzite dhe në strukturat tjera, mund të përcillet më së miri nëpërmjet diagramit të shndërrimit izotermik të quajtur diagrami TTT (temperaturetime-transformation), fig.6.5. 2003 145
  • 145. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.6.5 Diagrami i shndërrimit izotermik të çelikut, diagrami (TTT) Diagrami i transformimeve izotermike ipet në sistemin koordinativ temperatura-koha dhe konstruktohet në bazë të disa lakoreve të zbërthimit të austenitit në varësi nga temperatura. Lakoret e transformimeve të austenitit në temperatura të ndryshme fitohen me anë të matjeve të cilat përcjellin transformimin e austenitit, p.sh. me mikroskop, me matjen e fortësisë, me Rendgen, etj. Fillimi i transformimeve në temperaturë të caktuar konsiderohet lajmërimi i 1% të strukturës së re, ndërsa 99% është ende austenit. Fundi i transformimeve në temperaturë të caktuar, konsiderohet lajmërimi i 99% të strukturës së re, ndërsa ka mbetë ende 1% strukturë austenite. Fillimi i transformimeve izotermike t1 është i definuar me pikën a1 dhe kohën e qëndrimit izotermik, ndërsa fundi i transformimeve izotermike në këtë temperaturë definohet me pikën b1. Bashkimi i pikave të fillimit a1, a2,..., dhe atyre të mbarimit b1, b2,..., jep diagramin e zbërthimeve izotermike (fig.6.6). 146 2003 .
  • 146. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.6.6 Konstruktimi i diagramit izotermik TTT Intervali në mes të temperaturave Ms dhe Mf është 200-300 °C dhe praktikisht është i njejtë për të gjitha çeliqet. Varësisht nga numri i mjeteve ftohëse, koha e qëndrimit në mjetin ftohës, lloji i mjetit ftohës, kalitja mund të klasifikohet në disa lloje, disa prej llojeve të kalitjes janë: a)kalitja e zakonshme kontinuale, b)kalitja e zakonshme e ndërprerë, c)kalitja e shkallëzuar, d)kalitja izotermike, e)kalitja në temperaturë të ulët (kalitja e akullt). 2003 147
  • 147. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 6.2.1 Kalitja e zakonshme kontinuale Në fig.6.7 është paraqitë kjo kalitje në diagramin TTT, ku janë treguar shpejtësitë e ftohjes në sipërfaqe (V1) dhe në brendi të detalit (V2). Këto janë të ndryshme, kështu që në material lindin tensione termike të padëshirueshme. Ftohja këtu bëhet me një mjet ftohës në mënyrë kontinuale (p.sh. në ujë ose në vaj), fig.6.7. Çeliqet e ndryshme kanë shpejtësi të ndryshme kritike, prandaj kërkojnë shpejtësi të ndryshme të ftohjes. Mjeti për ftohje zgjidhet asi lloji që të jep shpejtësi diçka më të madhe se shpejtësia kritike e ftohjes për çelikun përkatës. Fig.6.7 Fig.6.8 6.2.2 Kalitja e zakonshme e ndërprerë Këtu ftohja bëhet në dy mjete ftohëse, i pari jep shpejtësinë më të madhe, ndërsa i dyti më të vogël. P.sh. më parë në ujë e pastaj në vaj (fig.6.8). Në këtë mënyrë zvoglohen tensionet e brendshme, që shkaktojnë deformime ose çarje. 6.2.3 Kalitja e shkallëzuar Si mjet për ftohje këtu përdoren banjot me tretje kripërash ku do të mbahet detali që kalitet për një kohë të caktuar, e pastaj do të nxirret dhe zhytet në ujë(fig.6.9 ). Gjatë qëndrimit në banjë, vjen deri te barazimi i temperaturës së brendshme dhe të jashtme, kështu që tensionet termike gadi zhduken. Ky proqes përdoret për detale të holla, që me kalitje tjera mund të deformohen ose çahen. 148 2003 .
  • 148. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 6.2.4 Kalitja izotermike Te llojet e mësipërme të kalitjes gadi çdoherë arrihet struktura martenzite, ndërsa këtu arrihet edhe ajo beinite, varësisht nga kërkesat e parashtruara. Këtu koha e mbajtjes në banjë është më e gjatë aq sa zgjatë transformimi i austenitit në beinit(fig.6.10). Tensionet termike dhe strukturale zhduken. Në këtë rast si mjedise ftohëse përdoren banjat e metaleve të shkrira (p.sh. plumb, kallaj, etj), vaji i nxehtë ose krypëra të shkrira. Fig.6.9 Fig.6.10 6.2.5 Kalitja në temperaturë të ulët Kjo kalitje kryhet duke e ftohur detalin nën 0°C. Si mjedis ftohës përdoret azoti i lëngët (196°C) ose përzierje acidi karbonik me akool, që ftohet deri në -18°C. Kjo kalitje bëhet për ato çeliqe që e kanë kufirin Mm(mbarimi i transformimit në martenzit) nën temperaturën normale. Këto proqese kryhen për kalitjen e çeliqeve me më shumë se 0,6%C si dhe për çeliqet e lidhura që përdoren për vegla prerëse e matëse. 6.2.6 Lëshimi Martenziti është shumë i egër, kështu që detalet prej çeliku me strukturë të tillë nuk mund të përdoren me sukses në makineri. Përveç kësaj, këto detale mbesin ende me sforcime të brendshme. Për këtë arsye çdo herë pas kalitjes, bëhet nxemja e sërishme dhe ftohja e ngadalësuar – lëshimi. Nëse çeliku i kalitur nxehet, aktivizohet difuzionimi i atomeve, posaçërisht të karbonit, nëse temperatura e nxemjes është më e lartë dhe nëse mbahet më gjatë në atë temperaturë. Proqesi i tillë i përpunimit termik, gjegjësisht i nxemjes së sërishme deri nën temperaturën kritike A1, mbajtjes për kohë të shkurtër në atë temperaturë dhe pastaj ftohjes së ngadalësuar ( p.sh. në ajër të qetë), quhet lëshim. 2003 149
  • 149. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 6.3 KALITJA SIPËRFAQËSORE Kalitjet e përmendura më sipër, siguronin rritjen e qëndrueshmërisë dhe të fortësisë në tërë seksionin e detalit, duke e bërë atë edhe shumë të thyeshëm. Mirëpo, në shumë raste kërkohet që detali të ketë fortësi të lartë vetëm në sipërfaqe, për t’i qëndruar fërkimit, ndërsa në brendësi duhet të jetë i butë, për t’i përballuar ngarkesat goditëse. Një detyrë të tillë e zgjidh kalitja sipërfaqësore, që arrihet duke nxehur vetëm shtresën sipërfaqësore të detalit deri në temperaturën e nevojshme. Me anë të kalitjes sipërfaqësore mundësohet përdorimi i çeliqeve më të lira pa elemente lidhëse dhe me pak elemente lidhëse. Kalitja sipërfaqësore kryhet duke nxehur materialin me një burim të fortë nxehtësie, e pastaj ftohja me vrushkull të ujit ose ndonjë mjet tjetër ftohës. Përdorimi i burimit të fortë të nxehtësisë, nxehja e shpejtë dhe pastaj ftohja e shpejtë pengojnë depërtimin më thell të nxehtësisë në material, e me te thellësinë më të madhe të kalitjes. Me ndërrimin e këtyre faktorëve ndikues varësisht nga përbërja kimike e materialit, forma dhe dimensionet e pjesës, rregullohet edhe thellësia e shtresës së kalitur. Metodat më të njohura të kalitjes sipërfaqësore janë: -Kalitja me nxehje me flakë oksiacetileni -Kalitja me nxehje me rrymë elektrike (nxehja me induksion) Nxehja me flakë gazore përdoret për detale më të mëdha (dhëmbëzor me dhëmbë të mdhenjë, cilindra për petëzimin në të ftohët të metaleve etj.). Ndërsa nxehja me induksion mundëson rregullimin më të sigurtë të thellësisë së kalitjes, fortësi më të madhe të shtresës së kalitur, rrezik më të vogël për nxehje të tepërt dhe produktivitet më të lartë. Nxehja me induksion përdoret në prodhimtarinë serike të detaleve të vogla. 6.3.1 Kalitja me nxehje gazore, si burim nxehtësie përdorë flakën oksiacetilenike (deri në 32000 C). Fig.6.11 Skema e kalitjes sipërfaqësore me nxehje me flakë gazore 150 2003 .
  • 150. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.6.12 Skema e kalitjes me flakë të boshteve Fig.6.13 Skema të kalitjes me flakë të dhëmbëzorëve 2003 151
  • 151. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.6.14 Skema të kalitjes me flakë të boshteve Thellësia e shtresës së kalitur varet nga fuqia e flakës, nga shpejtësia e lëvizjes së flakës dhe nga distanca e flakës nga vrushkulli i ujit (temperatura e ujit më e vogël se 150). Me rritjen e shpejtësisë së lëvizjes së flakës zvoglohet koha e ndikimit të flakës në sipërfaqe të metalit nga edhe materiali më pak nxehet dhe kalitet në thellësi më të vogël. Lëvizja e ngadalshme e flakës ka si pasojë nxehjen e tepërt të materialit dhe depërtimit më thellë të ndikimit termik. Thellësia e depërtimit të ndikimit termik dhe zgjërimi i zonës kalimtare, rregullohen edhe me rritjen e distancës së flakës nga vrushkulli i ujit. Distanca në mes flakës dhe vrushkullit të ujit zgjedhet në varësi nga fuqia dhe shpejtësia e lëvizjes së flakës dhe nga thellësia e dëshiruar e shtresës së kalitur. Praktikisht kjo distancë është në kufijt nga 5-40 mm ( zakonisht 15 mm). E metë e nxehjes me acetilen është tejnxehja e paevitueshme e shtresave në sipërfaqe dhe arritja me vështirësi e thellësisë së dëshiruar të kalitjes. 152 2003 .
  • 152. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 6.3.2 Kalitja me induksion -Është një nga metodat e nxehjes më ekonomike dhe që përdoret më së shpeshti, posaçërisht në prodhimtarinë serike me numër të madh. Me këtë metodë pjesët e vogla nxehen njëkohësisht në tërë sipërfaqen, ndërsa pjesët e gjata me tërheqjen pandërpre nëpër induktor dhe paisjen për ftohje (fig.6.15). Koha e nxehjes është e vogël dhe zgjatë 0,5 deri në disa sekonda. Fig.6.15 Skema e kalitjes së pandërprerë me nxehje me induksion 1-detali, 2-induktori, 3-paisja për ftohje, 4-sipërfaqja e nxehur, 5-sipërfaqja e kalitur Nëpër mbështjelljen e induktorit lëshohet rryma alternative me tension të vogël dhe frekuencë të lartë (10-3000 KHz). Shpejtësia dhe temperatura e nxehjes varen nga frekuenca e rrymës në bërthamën e induktorit dhe nga hapësira në mes induktorit dhe detalit punues. Kalitjes me induksion i nënshtrohen çeliqet karbonike dhe çeliqet e lidhura me 0,4-1,7 % C. Fig.6.16 Tipet e ndryshme të induktorëve varësisht nga forma e detaleve 2003 153
  • 153. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.6.17 Skema të kalitjes me induksion Fig.6.18 Skema të kalitjes me induksion të boshteve 154 2003 .
  • 154. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 6.4 RIARDHJA Riardhja është proqes i përpunimit termik që bëhet gjithmonë pas kalitjes së çeliqeve dhe gizave. Me anë të riardhjes stabilizohet struktura, zvogëlohen tensionet e brendshme, ulet fortësia dhe rritet qëndrueshmëria e detaleve ndaj goditjeve. Proqesi i riardhjes kryhet duke i nxehur çeliqet deri në një temperaturë të caktuar, por gjithmonë nën pikën A1, gjegjësisht nën vijën GOSK të diagramit fazor Fe-Fe3C, duke e mbajtur në këtë temperaturë (zakonisht 2-3 min për 1 mm trashësi) dhe duke e ftohur me shpejtësi të ndryshme, sipas llojit të çelikut. Në rezultatet e riardhjes rolin kryesor e luan temperatura e nxehjes, sipas së cilës dallojmë tri lloje riardhjesh: a)Riardhje e ulët, kryhet duke e rinxehur çelikun e kalitur në temperaturë deri në 220°C ku nuk e humb fortësinë e fituar, por arrihet zbutja e tensioneve dhe egërsisë së martenzitit. Përdoret për veglat prerëse dhe matëse. b)Riardhja e mesme, bëhet në temperaturë 250-500°C prej nga fitohet struktura beinite ose trostite. Gjatë kësaj fortësia e çelikut ulet, por rritet shumë plasticiteti dhe qëndrueshmëria ndaj goditjes. Këtij proqesi i nënshtrohen sustat, etj. c)Riardhja e lartë bëhet në temperaturat 500-650°C me çka çeliku fiton strukturë trostite ose sorbite. Gjatë kësaj kemi një ulje të theksuar të fortësisë, por nga ana tjetër çeliku fiton shtalbësi të madhe, zhduken plotësisht tensionet e brendshme dhe rritet qëndrueshmëria e çelikut ndaj goditjeve. Kalitja e shoqëruar me riardhje të lartë quhet përmirësim. Ky proqes u bëhet detaleve të makinave nga çeliku karbonik ose i lidhur, që punojnë me ngarkesa të ndryshme dhe goditëse. Sipas mënyrës së kryerjes së proqesit, dallojmë dy lloje të riardhjes: 1.Riardhja me rinxehje 2.Riardhja vetvetiu (në temperaturën e brendisë) Fig.6.19 Fig.6.20 2003 155
  • 155. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Riardhja me rinxehje (fig.6.19) bëhet në ndonjë furrë përkatëse, kuptohet pas kalitjes dhe përdoret për detale që kërkojnë fortësi në tërë seksionin(sustat). Riardhja vetvetiu (fig.6.20) bëhet ngjitas kalitjes për detale që kërkojnë fortësi vetëm në sipërfaqe. Këtu luan rol të madh eksperienca e punëtorit, sepse duhet dalluar momentin e ndërprerjes së ftohjes (sipas ngjyrës që merr detali). Ky moment është kufiri Mm, kur detali nxirret nga mjeti ftohës ashtu që sipërfaqja e detalit rinxehet nga nxehtësia e brendshme (brendësia ftohet më ngadalë V2). Kur të arrihet temperatura e nevojshme e riardhjes në sipërfaqe, atëherë vazhdohet ftohja. Kështu sipërfaqja është kalitur, ndërsa brendësia është riardhur. 6.5 VJETRIMI Vjetrimi u bëhet kryesisht detaleve të derdhura prej gize. Siç dihet, detalet e derdhura ftohen më shpejt në sipërfaqe, duke krijuar një shtresë të fortë dhe ftohen më ngadalë në qendër, ku mbeten më të buta. Si rrjedhim i kësaj, në seksionin e detalit, lindin sforcime të brendshme, të cilat, me kalimin e kohës dhe veçanërisht gjatë përpunimit mekanik, mund të shkaktojnë shtrembërim ose çarje të tij. Qëllimi i vjetrimit është pikërisht zhdukja e tensioneve të brendshme. Vjetrimi aplikohet te çeliqet për instrumente matëse për tu stabilizuar përmasat e tyre përfundimtare para përpunimit të fundit me retifikim dhe zmerilim, sepse pa përpunim me vjetrim me kalimin e kohës do të ndryshonin përmasat e instrumenteve matëse. Në praktikë përdoren dy lloje vjetrimesh: a)Vjetrimi natyror, kryhet duke i lënë detalet për një kohë të gjatë (6 muaj deri 1 vit) jashtë nën ndikimin e veprimeve atmosferike. Kjo metodë ka të meta, sepse zgjat shumë ciklin e prodhimit dhe mund të përdoret vetëm kur ka rezerva të mëdha detalesh. b)Vjetrimi artificial, kryen të njejtën punë, por për një kohë më të shkurtër. Proqesi i vjetrimit artificial të çeliqeve kryhet duke i vluar detalet në ujë në 100°C ose duke i futur në vaj në temperaturë 120-150°C e pastaj lihen të ftohen ngadalë gjatë një jave (15-100 orë). Ky proqes është ekonomik dhe nuk kërkon rezerva të mëdha detalesh. 156 2003 .
  • 156. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 6.6 PËRPUNIMI KIMIKO-TERMIK I ÇELIQEVE DHE LIDHJEVE Përpunimi kimiko-termik i metaleve dhe lidhjeve është proqes teknologjik që përbëhet nga nxehja e detaleve bashkë me materie kimike të afta që t’ia ndryshojnë përbërjen kimike shtresës sipërfaqësore e njëkohësisht edhe vetitë fizike dhe mekanike. Proqesi i përpunimit kimiko-termik përbëhet nga tri perioda: ngrohja deri në një temperaturë të caktuar, mbajtja në atë temperaturë për një kohë të caktuar së bashku me substancën kimike dhe pastaj ftohja me shpejtësi të caktuar. Varësisht nga faktorët kohë- temperaturë dhe nga lloji i elementit kimik, kryhen operacione të ndryshme të përpunimit kimiko-termik. Ndër përpunimet kimiko-termike më të rëndësishmet janë: çimentimi, azotimi, cianizimi, sulfoazotimi, borimi, silicimi, kromizimi, alterizimi, etj. Çimentimi-është proqes i përpunimit kimiko-termik me të cilin arrihet pasurimi i shtresave sipërfaqësore të metaleve (çeliqeve) me karbon për të rritur fortësinë e shtresës sipërfaqësore të prodhimeve. Kjo arrihet mbi kufirin A3 ose Acm kur austeniti më së lehti i pranon këto atome. Proqesi i pasurimit me karbon zgjatë 1 deri në 8 orë, varësisht nga metoda e përdorur dhe nga thëllësia e shtresës që kërkohet me u çimentua. Mirëpo pas çimentimit duhet patjetër të bëhet edhe kalitja e cila realizohet në disa mënyra. Një nga to është kalitja e njëfisht që bëhet në temperaturë 50°C mbi kufirin A1. Kështu bëhet kalitja përforcuese e sipërfaqes. Pas kësaj bëhet edhe një kalitje e ulët (fig.6.21). Fig.6.21 Çimentimi i çelikut Edhe përpunimet tjera kimiko-termike bëhen në princip të njejtë të punës me disa dallime varësisht nga elementet që dëshirojmë me ua mveshë detaleve. 2003 157
  • 157. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini KAPITULLI VII 7. METALET ME NGJYRA DHE LIDHJET E TYRE Siç kemi shenu edhe më sipër metalet me ngjyra ndahen në: -metale fisnike -metale të lehta dhe -metale që shkrihen lehtë Strukturat e lidhjeve të metaleve me ngjyra janë shumë të komplikuara, ndërsa diagramet e gjendjes së tyre ende deri më sot nuk janë plotësisht të sqaruara. Metalet me ngjyra të cilat përdoren në gjendje të pastër prej 99,25 deri 99,99% janë: plumbi, bakri, zinku, nikeli, kobalti, alumini. Ndër metalet me ngjyra përdorim më të madh kanë gjetur bakri dhe alumini, 7.1 BAKRI Përdoret në teknikë në gjendje të pastër ose në trajtën e lidhjeve të tij. Xeherorët për prodhimin e bakrit janë sulfure dhe okside. Përdorim të madh kanë xeherorët sulfure, si kalkopiriti (CuFeS2) dhe kalkozina (Cu2S). Bakri është metal me ngjyrë të kuqe karakteristike, dendësinë specifike e ka 8,6-8,9, temperaturën e shkrirjes 1084°C. Bakri është shumë i zgjatshëm dhe i butë, përpunohet në mënyrë plastike në lamarina dhe fije teli të holla. Bakri ka përcjellshmëri të mirë të elektricitetit dhe të nxehtësisë. Bakri më së shumti përdoret në industrinë elektrike, pastaj bakri dhe lidhjet e tijë përdoren mjaft në industrinë e automobilave, traktorëve, etj. 7.1.1 Lidhjet e bakrit Lidhjet kryesore të bakrit ndahen në tri grupe: 1.Tunxhet (mesingjet) 2.Lidhjet bakër-nikel 3.Bronzet 7.1.1.1 Tunxhi (mesingu) Lidhjet e bakrit me zinkun quhen tunxhe. Sipas proqesit teknologjik me të cilin përpunohen tunxhet ndahen në: 158 2003 .
  • 158. Fatmir Çerkini - TEKNIKA E MATERIALEVE tunxhe që deformohen me presion dhe - tunxhe që derdhen TUNXHET QË DEFORMOHEN(PËRPUNOHEN ME DEFORMIM) a)Lidhjet dyfishe të bakrit me zink: -tombaku (90-96% Cu dhe 4-10% Zn) -gjysmëtombaku (80-85 %Cu dhe 15-20% Zn) dhe -mesingu me (62% Cu dhe 38% Zn) b)Tunxhet speciale Paraqesin lidhjen bakër-zink të lidhur edhe me alumin, kallaj, nikel, mangan, silicium, plumb dhe elemente tjera. Ato që përdoren më së shumti janë : -mesingu plumbor (tunxhi me plumb) i quajtur munc (përmbanë 59% Cu, 1%Pb dhe 40% Zn) -tunxhi me kallaj i quajtur detar (60-70% Cu, 29-39% Zn dhe 1% Sn), që ka stabilitet të lartë korroziv ndaj ujit të detit. -tunxhet aluminore (77% Cu, 2% Al dhe 21% Zn ) dhe , -tunxhet me alumin dhe nikel (59% Cu, 3% Al, 2% Ni dhe 46% Zn), karakterizohen me veti të larta kimike dhe antikoroduese. TUNXHET PËR DERDHJE Janë lidhjet bakër-zink (me 14-38% Zn) të lidhura edhe me alumin (2,5-5% Al), me mangan (deri 2% Mn), me silicium (deri 3,5% Si), me hekur (deri 3% Fe) dhe me plumb (2-3% Pb). 7.1.1.2 Lidhjet bakër-nikël Lidhjet bakër-nikel kanë veti të larta mekanike dhe stabilitet të mirë ndaj korrozionit. Në lidhjet bakër-nikel bëjnë pjesë: a) Lidhjet që përdoren si elemente për motora. Këto janë bimetale me përbërje 99,4% Cu dhe 0,6% Ni dhe, 84% Cu dhe 16% Ni. b) Lidhja e quajtur melhior (80% Cu dhe 20% Ni ), lidhje me plasticitet të lartë që përdoret për rrjetëza, instrumente medicinale,monedha,etj. c) Konstantani (58% Cu, 40% Ni dhe 1,5% Al), lidhje me rezistencë të lartë specifike elektrike, përdoret për ndërtimin e reostateve (rezistencave elektrike), për elemente termoelektrike, etj. d) Nejzillberi (65% Cu, 20% Zn dhe 15 % Ni ), me veti më të mira antikorrozive se të tunxhit. Përdoret për instrumente medicinale, për pjesë të telefonave, etj. e) Kuniali, lidhje e bakrit, nikelit dhe aluminit. Ekzistojnë dy tipe: 2003 159
  • 159. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini -Kuniali-A (13,5% Ni, 2,5% Al dhe pjesa tjetër bakër) -Kuniali-B (6,3% Ni, 1,5% Al, mbetja bakër). f) Kopeli (56,5% Cu dhe 43,5% Ni). Përdoret për elektroda negative (katoda) të elementeve termoelektrike dhe për reostate (rezistenca). 7.1.1.3 Bronzet Bronzet janë lidhje e bakrit si element bazë me çfarëdo elementi kimik të sistemit periodik me përjashtim të zinkut. Sipas vetive teknologjike bronzet ndahen në bronze për derdhje dhe për deformim Bronzet për derdhje si komponentë kryesor e kanë kallajin (3-5%), zinkun (5-12%) dhe plumbin (3-17%). Përdoren për derdhjen e kushinetave dhe bazamenteve për kushineta rrëshqitëse, për detale antifriksione, etj. Bronzet për deformacione në treg gjenden në formë shufrash, profilesh të ndryshme, shiritash, gypash, etj. Bronzet për deformim të kallajit më të njohura janë: a)Bronzet fosforike të kallajit b)Bronzet me zink të kallajit c)bronzet kallaj-zink-plumb Bronzet pa kallaj shërbejnë për të zavendësuar bronzet deficitare dhe të shtrenjta me përmbajtje të lartë të kallajit. Disa prej tyre kanë veti mekanike dhe antifriksione më të mira se sa bronzet me kallaj. Më të njohura prej tyre janë: a)Bronzet e aluminit b)Bronzet e aluminit të përbëra c)Bronzet e siliciumit d)Bronzet e manganit e)Bronzet e kadmiumit f)bronzet e beriliumit 7.2 ALUMINI Alumini përdoret gjerësisht në industrinë e ndërtimit të makinave dhe në degët e tjera ekonomike. Xeherorët kryesor të aluminit janë boksidet dhe kaolinat. Boksidet përmbajnë 48-60% Al2O3, kurse kaolinat përmbajnë rreth 20-40% Al2O3. Alumini është metal i lehtë, ndërsa pas oksigjenit dhe sliciumit është elementi kimik më i përhapur. Alumini ka ngjyrë argjendi të bardhë, është metal plotësisht plastik, përpunohet mirë me anë të petëzimit, presohet dhe farkëtohet. Temperaturën e shkrirjes e ka 658°C. Është përques i mirë i nxehtësisë dhe i rrymës elektrike. 160 2003 .
  • 160. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 7.2.1 Lidhjet e aluminit Lidhjet e aluminit janë lidhje të lehta në bazë të aluminit, të cilat përmbajnë një ose disa komponente lidhëse. Më së shpeshti janë bakri, magneziumi, siliciumi, mangani dhe zinku. Varësisht nga përdorimi teknologjik lidhjet e aluminit ndahen në dy grupe: 1.lidhje për derdhje (që përpunohen me derdhje) dhe 2.lidhje deformuese (që përpunohen me preson, petëzim, farkëtim, telëzim, etj). 7.2.1.1 Lidhjet e aluminit për derdhje sipas përbërjes mund të ndahen në disa grupe: a)Lidhjet alumin-silicium që quhen silumine, përmbajnë 6-13% Si. Kanë rrjedhshmëri të mirë gjatë derdhjes, kështuqë mund të fitohen detale me konfiguracion të ndërlikuar (pistona, koka motorësh me djegie të brendshme, etj). Këtyre lidhjeve u shtohen përbërës: hekur, mangan, titan, krom, nikel. Me qëllim të përmirësimit të vetive mekanike pjesët e derdhura nga lidhjet e aluminit i nënshtrohen përpunimit termik; kalitjes në temperaturë 520-540°C dhe vjetrimit në 170-190°C për një kohë 5-10 orë. b)Lidhjet alumin-magnezium c)Lidhjet alumin-bakër e)Lidhjet alumin-bakër-silicium 7.2.1.2 Lidhjet e aluminit për deformacion në treg hasen në formë pllakash, llamarinash, shiritash, profilesh, shufrash, teli dhe gypash. Këto lidhje mund të farkëtohen, presohen, petëzohen dhe të përpunohen me mënyra tjera me deformim. Më së shumti përdoren lidhjet e tipit duralumin të cilat janë të përbëra në bazë të sistemit alumin-bakër-magnezium-mangan të cilat zakonisht përmbajnë: 2,2-5,2% Cu, 0,2-1,8%Mg, 0,31,0%Mn e pjesa tjetër alumin. Qëndrueshmërinë maksimale duralumini e ka pas kalitjes dhe vjetrimit natyral. Kohët e fundit janë paraqitur lidhje të aluminit me qëndrueshmëri të lartë në bazë të sistemit alumin-magnezium, zink-bakër. Si material për elektroda për saldimin e lidhjeve të aluminit përdoren lidhjet e aluminit me silicium 4,5-6,0% Si. 2003 161
  • 161. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini KAPITULLI VIII 8. LIDHJET TJERA 8.1 LIDHJET ANTIFRIKSIONE Lidhjet antifriksione janë lidhjet që përdoren për kushineta rrëshqitëse dhe sipërfaqe friksioni të detaleve të makinave. Më së shumti përdoren lidhjet në bazë të plumbit, kallajit, bakrit, aluminit dhe zinkut. 8.1.1 Lidhjet antifriksione të plumbit dhe kallajit Njihen me emrat: metal i bardhë ose babite dhe karakterizohen me plasticitet të lartë, temperaturë të ulët të derdhjes (300-420°C), koeficient të ulët të fërkimit, kanë aftësi që me formën e sipërfaqes së tyre t’i përshtaten sipërfaqes së elementeve me të cilat janë në kontakt rrotullues. Në praktikë përdoren këto babite: a)Babite në bazë të kallajit (83% Sn, 11% Sb dhe 6% Cu) b)Babite në bazë të plumbit (65-75% Pb, 6-16 % Sn, 14-16 % Sb, deri 2 % Cd, deri 1 % Ni,etj.) c)Babit i sistemeve plumb-kalcium (0,8 % Na, 0,9 % Ca, 98,3 % babit) babitet përdoren për kushineta rrëshqitëse të elektromotorëve, turbinave, kompresorëve, pompave, gjeneratorëve, etj. 8.1.2 Lidhjet antifriksione të aluminit Përdoren për të zavendësuar babitet dhe bronzet e kallajit. Kanë qëndrueshmëri të lartë ndaj lodhjes. E metë është koeficienti i lartë i bymimit termik linear. 8.1.3 Lidhjet antifriksione të zinkut Nuk janë të përshtatshme për kushineta që punojnë në temperatura më të larta se 70°C. Janë të përshtatshme për kushte me ngarkesë mesatare p.sh. për kushineta të makinave vegla, presa, pompa, etj. 8.1.4 Gizat antifriksione Janë giza të cilat e kanë koeficientin e vogël dhe janë mjaft të qëndrueshme ndaj konsumit. Përdoren për kushineta, bokola dhe detale të ngjajshme, si zavendësim për bronz, në kushte të lehta të punës. 162 2003 .
  • 162. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 8.2 LIDHJET E FORTA Janë të përbëra nga karbidet e metaleve që kanë temperaturë të lartë të shkrirjes, janë lidhje të forta të cilat kanë fortësi dhe qëndrueshmëri të madhe, kanë qëndrueshmëri ndaj konsumimit, si dhe stabilitet të mirë kimik ndaj veprimeve të acideve dhe bazave. Kjo fortësi ruhet edhe në temperatura të larta (1000°C). Varësisht nga mënyra e përfitimit, lidhjet e forta ndahen në: -Lidhjet e forta që përfitohen me anë të derdhjes dhe -Lidhjet e forta që përfitohen me anë të pjekjes-sinterimit 8.2.1 Lidhjet e forta që përfitohen me derdhje Përbëhen nga volframi, kobalti, kromi, karboni, hekuri, nikeli, etj. Në praktikë përdoren lidhjet Cr-Fe-Ni të njohura me emrin sormaite dhe lidhjet W-Cr-Co të njohura me emrin stelite. Nga këto lidhje prodhohen matrica për presim dhe telëzim, instrumente matëse me precizitet të lartë, etj. 8.2.2 Lidhjet e forta që përfitohen me anë të sinterimit metalurgjik Përfitohen me anë të presimit të pluhurit të karbideve të forta të W, Ti dhe Ta të përziera me pluhur të metaleve siç është Co, ose të lidhjeve dhe pjekja e tyre në temperaturë deri 1500°C, e pastaj me presim me presion të lartë bëhen në formë të pllakave të vogla të përshtatura për përdorim). Lidhjet e këtilla kanë fortësi të madhe 70 deri 80 HRC dhe përdoren për prodhimin e instrumenteve prerëse. Këto lidhje në treg njihen me emrin tregëtar vidia (Wie Diamant). 2003 163
  • 163. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini KAPITULLI IX 9. DERDHJA Derdhja është trajtimi i ndonjë materiali në kallëpe të posaçme, të cilët më vonë forcohen, nxirren prej kallëpeve dhe si të tillë më pastaj ripunohen në teknikë ose në jetën e përditshme. Derdhja e metaleve ka rëndësi të veçantë në teknikë, për shkak se metalet e derdhura të prodhuara përdoren në të gjitha degët e teknikës. Që derdhja të kryhet sa më mirë dhe me sukses, nevoitet që shkrirja e metaleve të bëhet me metodën sa më adekuate ashtu që metali të nxehet mbi temperaturën e shkrirjes së tijë për afër 100°C. Fig.10.1 Derdhja Për tu fituar prodhimi i derdhur i kualitetit të mirë, shkrirësi duhet ti njohë të gjitha cilësitë e materialit të cilin e përpunon, materialet ndihmëse e gjithashtu edhe vendet ku punohet. 9.1 MATERIALI DHE PËRGADITJA E MODELEVE, KALLËPEVE DHE ZEMRAVE Për derdhjen e metaleve më përpara duhet të përgaditen modelet, rëra dhe zemrat, si dhe të përgaditen kallëpet në të cilat mund të kryhet derdhja. Kallëpet përgaditen prej rërës speciale dhe mund të përgaditen edhe prej metali të quajtura kokile. Derisa kallëpet prej rëre shfrytëzohen vetëm për një derdhje, e pas derdhjes prishen që të nxirret metali i derdhur, kallëpet metalike-kokilet përdoren për punimin serik të detaleve të derdhura të madhësisë dhe formës së njejtë. Dallimi në mes të detaleve të fituara në kallëpet prej rëre dhe në kokile qëndron në atë se detalet prej kallëpeve të rërës kanë dimensione më të mëdha dhe sipërfaqe më të vrazhdë, kështu që përpunimi i mëvonshëm është shumë më i shtrenjtë, ndërsa dimensionet e detaleve të fituara në kokile janë më të sakta dhe kanë sipërfaqe më të lëmuet, kështu që më pastaj hargjohet më pak kohë në përpunimin e tyre e në shumë raste nuk ka nevojë fare për këtë. 164 2003 .
  • 164. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Veglat për kallëpim Çdo kallëp duhet t’i ketë veglat përkatëse të nevojshme për punimin e kallëpeve. Përveq lopatës dhe rrjetës për punimin e kallëpit janë të nevojshme edhe veglat e paraqitura në fig.10.2. Fig.10.2 veglat për kallëpim a)shtypësi, b)shpuesi, c) dhe d) mistritë, f) llanceta, i) dhe k) hekuri për polirim g) grepi, h) vida me grep a) Modelet Për t’u fituar kallëpi, d.m.th. zbrazëtira në kallëp e cila i përgjigjet madhësisë dhe formës së detalit i cili dëshirohet të derdhet, punohen modelet të cilat janë kopja e saktë e atij detali vetëm se janë më të mëdha nga copa e derdhur për aq sa e ka tkurrjen ai metal gjatë ngurtësimit nga gjendja e lëngët dhe ftohja deri në temperaturë të dhomës. Kjo tkurrje te metalet e ndryshme është e ndryshme, gjë që shihet nga tabela e mëposhtme. Tabela 13 - Tkurrja e metaleve pas derdhjes dhe ftohjes Metali Giza-hekuri i derdhur Hekuri i temperuar Giza e çelikët Giza e kallajit Metali i bardhë Tkurrja (%) 1 1,6 2,0 0,44 0,50 2003 Metali Giza e plumbit Giza e bakrit Bronza, giza e mesingut Giza e metaleve të lehta Giza e zingut Tkurrja (%) 1,1 1,25 1,50 1,50 1,60 165
  • 165. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Për punimin e modeleve përdoret: druri, metalet e ndryshme dhe lidhjet e tyre, gipsi dhe dylli, ndërsa në kohë të fundit edhe masat plastike. Më së tepërmi përdoret druri për arsye se ka mjaft, përpunohet dhe trajtohet lehtë dhe ka cilësi të mira. Rëndom, për punimin e modelit, përdoret: druri i pishës, i çamit, i blirit, i krekës, i arrës dhe i dardhës. Druri i pishës dhe i çamit përmbajnë rrëshirë dhe për atë pranojnë më pak lagështi, më pak bymehen dhe tkurren në fazën e tharjes. Bliri është i lehtë, elastik, por pranon mjaft lagështi dhe tkurret e bymehet shumë. Kreka tkurret, pak përpunohet dhe përdoret lehtë për modelet më të ndërlikuara. Druri i dardhës përdoret për modelet e komplikuara. Modelet mund të përgaditen prej një cope të vetme, sidomos për detale të vogla dhe të thjeshta. Por për detale më të mëdha dhe më të komplikuara përgaditen prej më shumë copave të ngjitura me ngjitës të ndryshëm. Në fig.10.3.a është treguar modeli i përbërë prej dy pjesëve. a) b) Fig.10.3 Modelimi i detalit me model dypjesësh a-detali, b-modeli prej druri Pas punimit të modelit përgaditet materiali formues (60% rërë kuarci, 35% argjilë dhe 5% qymyr druri). Modeli vendoset në mesin e kacës që është një kornizë metalike ose druri. Modeli pluhroset me grafit dhe pastaj qitet materiali formues (rëra, argjila). Pas mbushjes së modelit me rërë dhe rrafshimit, me shpues bëhet shpimi i disa vrimave për dalje të gazrave që lirohen nga masa e lëngët gjatë derdhjes. Pas kësaj kaca rrotullohet për 180° dhe vendoset gjysma tjetër e modelit me ndihmën e kunjave centrues. Vendosen shtyllat konike për formimin e kanaleve për derdhje të metalit, hudhet rëra për mbushje të kallëpit dhe ngjeshet mirë. Me kujdes kallëpet ndahen njëri nga tjetri dhe bëhet nxjerrja e shtyllave konike. Nxirret modeli nga kallëpi i epërm dhe bëhet përmirësimi i dëmtimeve eventuale të shkaktuara gjatë nxjerrjes së modelit dhe rregullohen kanalet për derdhje të masës së shkrirë. Pluhrosen të dy sipërfaqet e gjysëm kallëpeve me grafit për të pengu ngjitjen e rërës për sipërfaqen e detalit të derdhur. Gjysëm kallëpet bashkohen prap njëri mbi tjetrin. Kështu kallëpi është i gatshëm për derdhje. 166 2003 .
  • 166. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 1 Mbi një sipërfaqe të rrafshtë, vendoset gjysma e parë e modelit. 2 3 Mbi model hudhet pluhur izolues (grafit), e mbi te pastaj hudhet rëra për model e cila ngjeshet. Pasi që korniza e epërme të mbushet mirë me rërë për kallëpim dhe me rërë plotësuese për kallëpim, rëra ngjeshet dhe rrafshohet mirë. Me shpues (armaturë) bëhet shpuarja e vrimave për dalje të gazrave që lirohen nga masa e lëngët gjatë derdhjes. 4 Pas operacionit të më sipërm, kaca(korniza) rrotullohet për 1800. 2003 167
  • 167. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 5 Mbi kornizën e parë vendoset gjysma e dytë e modelit dhe korniza tjetër. 6 Tani, mbi model prap hudhet grafit dhe rërë për model. Gjithashtu këtu vendosen shtyllat konike që shërbejnë për punimin e kanaleve për derdhje. 7 Mbi rërën për kallëpim hudhet rëra për mbushje dhe ngjeshet mirë. 168 2003 .
  • 168. Fatmir Çerkini 8 9 TEKNIKA E MATERIALEVE Kornizat ndahen me kujdes njëra nga tjetra dhe bëhet nxjerrja e shtyllave konike me anë të goditjeve të lehta me çekan. Për të lehtësu nxjerrjen e modelit, në te mund të ngulim ndonjë gozhdë. Duke e goditur gozhdën në model shkaktohen lëkundje të vogla të cilat e lirojnë modelin nga rëra dhe lehtësojnë nxjerrjen e tij. 10 Edhe nga korniza e epërme nxirret kallëpi i epërm. 2003 169
  • 169. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Pas nxjerrjes së modeleve bëhet korigjimi dhe përmirësimi i dëmtimeve 11 eventuale të shkaktuara gjatë nxjerrjes së modeleve. Gjithashtu bëhet rregullimi i sistemit të derdhjes ashtu që masa e shkrirë të mos bie drejtëpërdrejt në kallëp. Mbi sipërfaqet e të dy gjysmëkallëpeve 12 hudhet pluhur grafiti për të pengu ngjitjen e rërës për sipërfaqen e detalit të derdhur. Pas kësaj kallëpuesit bashkohen dhe kallëpi është i gatshëm për derdhje. Fig.10.4 Ecuria e proqesit të kallëzimit b) Zemrat Zemrat janë trupa të cilët gjatë derdhjes në detalin e derdhur formojnë zbrazëtirat, d.m.th. ato në kallëp zënë hapësirën e cila pas derdhjes në detal paraqet zbrazëtirë. Ato punohen prej rërës së kuarcit të pastër duke u dhënë ndonjë shtesë lidhëse. Si shtesë lidhëse përdoren: vaji i lirit, i pambukut, vaji mineral ose ai i peshkut, mielli prej patateve ose prej elbi, mbetja pas kristalizimit të sheqerit, i cili përmban deri 50% materie të sheqerit, etj. Për punimin e zemrave përdoren arkat për zemra, shabllonat dhe makinat për punimin e zemrave. Arkat prej druri ose metali mund të jenë dy pjesëshe (fig.10.5) ose shumëpjesëshe. Në fig.10.5 është treguar përgaditja e një zemre cilindrike në një arkë të ndashme në dy pjesë, që montohen me kllapa metalike. Arka e zemrës mbushet nga sipër me përzierje, ngjishet me dorë (fig.10.5 a), shpohet me armaturë 1 për të formua kanalet e ajrimit (fig.10.5 b), hiqen kllapat 2 dhe gjysma e sipërme e arkës (fig.10.5 c). 170 2003 .
  • 170. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE a) b) c) Fig.10.5 Përgaditja e zemrës në kuti dy pjesëshe Zemrat e mëdha duhet të shtërngohen me mbështetësa special prej llamarinës së çeliktë ose me gozhda që të jetë pozita e zemrës saktë e shtërnguar (fig.10.6). Që të mos mundet pjesa e shkrirë e më rëndë e metalit me ngritë më lartë zemrën e lehtë, në kallëp mbi mbështetëse vehet pesha d. 2003 171
  • 171. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.10.6 Kallëpi dypjesësh me zemrën në mes a)mbështetësit, b) gozhdat, c) zemra c) Pregaditja e rërës për punimin e kallëpeve Për trajtimin e modeleve me derdhje nevoiten kallëpet. Kallëpet mund të punohen prej rërës dhe prej metalit. Rëra për derdhje është e përbërë prej rërës së kuarcit dhe argjilës, ndërsa si përzierje përmban sasi të vogla gëlqere, okside hekuri dhe alkaloide. Përmbajtja kryesore e rërës për derdhje është rëra e kuarcit të granulacionit të caktuar. Prej rërës së trashë kallëpet e punuara japin derdhje me sipërfaqe të vrazhdë, por kanë aftësi më të madhe për lëshimin e gazrave, ndërsa rëra më e imët jep detalin me sipërfaqe më të lëmuet, por kallëpet lëshimin e gazrave e kanë më të vogël. Në qoftë se përdoret rëra e përzier, lëshimi i gazrave rregullohet. Përmbajtja mesatare e rërës është kjo: 80-85 % rërë kuarci 7-10 % argjilë Më pak se 2 % gëlqere (CaO) 0,5 % alkaloide 6 % oksid hekuri (Fe2O3) Rëra për derdhje duhet të jetë plastike, që të mund të trajtohet lehtë dhe në këtë mënyrë kallëpi i gatshëm (i pregaditur) të ruajë trajtën e vet. Argjila lidhë kokrrat e kuarcit dhe i jep rërës plasticitet përkatës. Gëlqerja, hekuri, oksidet dhe alkaloidet janë përzierje të dëshiruara, për shkak se kallëpit ia zvogëlojnë pikën e shkrirjes. Për punimin e kallëpeve, rëra duhet të ketë zjarr durueshmërinë përkatëse, nga e cila shihet se cili metal ose lidhje duhet të derdhet në to. Sipas standardit kualiteti i rërës caktohet në bazë të temperaturës së sinterimit, d.m.th. temperatura në të cilën skajet e kokrrave të rërës fillojnë të shkrihen (tabela ). 172 2003 .
  • 172. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Tabela 14 - KUALITETI I RËRËS PËR DERDHJE ME TEMPERATURË TË SINTERIMIT Kualiteti i dobët i mjaftueshëm i mirë sh. i mirë i shkëlqyeshëm Temperatura e sinterimit deri në 1200 0 prej 1200 - 1300 0 prej 1300 - 1400 0 prej 1400 - 1450 0 më tepër se 1450 0 Rëra për punimin e kallëpeve për metale të lehta duhet të ketë temperaturën e sinterimit 9501100 , për gizën e hirtë 1250 0, ndërsa për gizën e çelikut 1300 0. Përveç kësaj kallëpet e punuara duhet të jenë mjaft të qëndrueshme ashtu që të mund të mbajnë shtypjen e metalit të derdhur dhe t’i lëshojnë mirë gazrat të cilat paraqiten gjatë procesit të derdhjes. Rëra e freskët përdoret vetëm si model-rëre, d.m.th. ajo i shtrohet modelit në shtresë të hollë, ndërsa pjesa tjetër e kallëpit mbushet me rërë për mbushje. Me rërë të vjetër nënkuptojmë rërën e përdorur edhe më përpara, e cila për shkak të përdorimit e ka humbur plasticitetin dhe aftësinë për lëshimin e gazrave. Që të mund t’i kthehen këto cilësi ajo përpunohet. Në shkritore rëra harxhohet me sasi të madhe dhe mesatarisht mund të merret se për 100 kg të derdhjes harxhohet 500-1000 kg rërë, kështu që përdorimi i rërës të përdorur më parë është i domosdoshëm me qëllim të zbritjes së çmimit të prodhimeve të derdhura. Si rërë për veshje (mbushje) përdoret më së shumti rëra e vjetër e përpunuar ose rëra me kokrra të mëdha dhe me kualitet të dobët. Para se të përdoret rëra për derdhje, duhet të pregaditet. Rëra natyrale thahet në furrat për tharje, për të larguar lagështinë e tepërt. Pas tharjes rëra sitet dhe pastaj thërmohet në mullij për të përfituar rërën me madhësi të kokrrave të mjaftueshme. Në rërën e vjetër gjinden thërmia metalike, gozhda, copa të vogla të gizës, etj të cilat duhet të largohen. Ndarja bëhet me ndihmën e aparatit magnetik, siç shihet në fig.10.7. 0 2003 173
  • 173. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.10.7 Magneti për ndarjen e grimcave të hekurit a) shporta për hedhjen e rërës, b) ulluku i tundjes, c) trumbeta, d) elektromagneti 9.2 MËNYRAT SPECIALE TË DERDHJEVE Derdhja e detaleve në format e përgatitura prej rëre ka disa të meta: ato përdoren vetëm një herë dhe prishen, detalet e fituara kanë saktësi të vogël (shtesat e punimit mekanik janë të mëdha, pastërtia sipërfaqësore është e ulët, etj. Për mënjanimin e këtyre të metave përdoren mënyra speciale derdhjeje, prej të cilave më të përhapurat janë derdhjet në forma metalike. 9.2.1 Derdhja në forma metalike- kokile Derdhja në forma metalike është një nga derdhjet progresive për të fitu detale të derdhura me saktësi dhe pastërti sipërfaqësore. Derdhja në konkile rrit rendimentin 2-5 herë në krahasim me derdhjen në forma prej rëre, rritet prodhimi kualitativ (duke llogaritë uljen e shtesave të punimit mekanik), etj. Format metalike (kokilet) përgaditen prej gize, lidhjeve të aluminit dhe prej çeliku. Qëndrueshmëria e tyre varet nga lloji i metalit që derdhet, nga masa e detalit, nga forma e tyre, etj. Derdhja në kokile është e levërdishme kur sasia e detaleve të vogla është mbi 200- 400 copë. Detalet e derdhura në kokile kanë mjaft sforcime të brendshme, prandaj ato i nënshtrohen përpunimit termik (pjekjes). Si anë negative e formave metalike mund të përmenden: vështirësia e përgaditjes së kokileve dhe numri i kufizuar i detaleve të derdhura, të cilat nuk janë të levërdishme të përdoren për prodhimin individual. 174 2003 .
  • 174. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 9.2.2 Derdhja qendërikëse (centrifugale) Me derdhje centrifugale përgaditen detale të derdhura, trajta e të cilave merret nga veprimi i forcave centrifugale mbi metalin e shkrirë. Sipas pozicionit të aksit të rrotullimit, makinat qendërikëse mund të jenë: a) me aks horizontal b) me aks vërtikal Në fig.10.8 është e treguar skema e derdhjes qendërikëse me aks vërtikal, ndërsa në fig.10.9 me aks horizontal. Metali 1 hudhet nga ena për derdhje 2, në formën metalike 3, e cila bën rreth 500-1500 rr/min. Nën veprimin e forcave qendërikëse që lindin nga rrotullimi i formës, metali i shkrirë përhapet në sipërfaqen e brendshme të formës, duke u formuar kështu detali i derdhur 5, bosh nga ana e brendshme, pa përdorimin e zemrave. Forma 3 kapet me një flanxhë në boshtin 4 të makinës. Flanxha 6 shërben si kapak i formës. Sa më i vogël të jetë numri i rrotullimeve të formës, aq më shumë prishet njëtrajtshmëria e trashësisë së mureve të detaleve të derdhura. Numri i rrotullimeve të formës në derdhjen qendërikëse me aks horizontal njehsohet me formulën: n ku janë : 5520 rr / min  R n- numri i rrotullimeve të formës në min. γ- dendësia e metalit të shkrirë, në g/cm2 R- rrezja e brenshme e detalit të derdhur, në cm. Fig.10.8 Skema e derdhjes qendërikëse me aks vërtikal 1)masa duke u derdhur, 2)ena prej nga derdhet masa e shkrirë, 3)Forma, 4)aksi rrotullues, 5)marrja e formës në enë, 6) kapaku për mbylljen e formës 2003 175
  • 175. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Me derdhjen qendërikëse me aks horizontal prodhohen tuba gize, këmisha të cilindrave të motorëve, bokola etj. Fig.10.9 Skema e derdhjes qendërikëse me aks horizontal 1.gypi i derdhur, 2. kallëpi për formimin e gypit, 3. ullëku për derdhje, 4. stafa për derdhje, ku gjindet hekuri i shkrirë, 5. elektromotori për rrotullimin e kallëpit, 6. rrotat mbi të cilat rrotullohet kallëpi, 7. kahja e lëvizjes drejtvizore të aparaturës. Në fig.10.9 është paraqitë aparatura për prodhimin e gypave. Kallëpi me gyp ftohet me ujë, ndërsa është i punuar me krom-nikël-çelik. Kallëpi 2 rrotullohet përmbi rrotullat 6. Ullëku për derdhje 3 hyn në kallëp me krejt gjatësinë. Në kohën e derdhjes kallëpi rrotullohet me anë të elektromotorit 5, ndërsa e tërë aparatura në atë kohë lëvizë në drejtim të shigjetës 7. Nga stafa 4 nëpër ullëk del giza dhe palohet në formë të spirales në kallëp. Giza është e nxehur në temperaturë prej 1200-1250oC dhe çdo kallëp përballon prej 3000-4000 derdhje. Me ndikimin e forcës centrifugale, hekuri dendësohet në muret e kallëpit, kështu që fortësia zmadhohet për 70%, duke u zvogëluar pesha për 25%. Derdhjet qendërikëse përdoren edhe për detale që nuk janë trupa rrotullimi (fig.10.10). Fig.10.10 Derdhja qendërikëse për detale që nuk janë trupa rrotullues 176 2003 .
  • 176. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Format 1 rrotullohen së bashku me bankën rreth aksit vërtikal. Në aksin e rrotullimit ndodhet sistemi i derdhjes qendrore 2, ku futet metali në forma nëpërmjet kanaleve ushqyese 3. Derdhja qendërikëse ka të mira se: -Gjatë derdhjes së cilindrave nuk ka nevojë për zemra për fitimin e vrimave. -Derdhja bëhet me curril të lirë pa sistem derdhjeje. -Ngurtësimi i metalit nën veprimin e forcave qendërikëse çon në fitimin e detaleve të ngjeshura, pa gazra ose tkurrje. -Kjo mënyrë e ka koeficientin e prodhimit të mirë (92-95%). Por ky lloj i derdhjes ka edhe të meta: -Sipërfaqja e brendshme del e papastër, gjë që kërkon përpunime më të mëdha mekanike, si dhe -Ka pasaktësi të fitimit të sipërfaqeve të lira të detaleve të derdhura. 9.2.3 Derdhja me trysni Në derdhjen me trysni metali i shkrirë futet në formën metalike (presëformë) me trysni të madhe. Për këtë derdhje përdoret makina me dhomë të ftohtë ose të nxehtë. Skema e punës së makinës me dhomë të ftohtë jepet në figurën 10.11. Fig. 10.11 Skema e punës e makinës për derdhje me trysni Metali i shkrirë futet në cilindrin 1, ku pistoni 2 e ngjeshë atë në kallëpin 3 (fig.10.11 b). Pas derdhjes, pistoni 4 nxjerr sipër tepricën e metalit 5; pastaj hapet kallëpi dhe nxirret detali 6. Në fig.10.12 është dhënë skema e punës e makinës për derdhje me trysni me dhomë të nxehtë presimi. 2003 177
  • 177. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini a) b) Fig.10.12 Derdhja me trysni me dhomë të nxehtë presimi a)injektimi i masës së lëngët, b) nxjerrja e detalit 1.dhoma e trysnisë, 2.pistoni, 3.vrimat për hyrjen e masës së lëngët, 4.kanali injektues, 5.kallëpi, 6.detali i nxjerrur Kjo makinë përdoret për derdhjen e lidhjeve me bazë zinku, plumbi dhe kallaji. Dhoma e trysnisë mbushet me metal të lëngët nëpërmjet vrimave anësore 3. Gjatë lëvizjes poshtë të pistonit vrima 3 mbyllet dhe metali i lëngët nëpërmjet kanalit hyn në kallëpin 5. Pas ngurtësimit të metalit pistoni kthehet në gjendjen fillestare dhe teprica e metalit të lëngët nga kanali 4 kthehet në dhomën e trysnisë. Hapet kallëpi, nxirret detali prej saj, mbyllet kallëpi përsëri dhe puna përsëritet. Lidhjet që përdoren për derdhjen me trysni, duhet të kenë rrjedhshmëri të mjaftueshme në temperaturë jo shumë të lartë, sepse temperatura e lartë e përmirëson mbushjen por e shpejton konsumimin e saj. Më mirë derdhen me trysni lidhjet e zinkut, magnezit, aluminit dhe bakrit. Përparësitë e derdhjes me trysni janë : mbushja e plotë e formës, pastërtia e sipërfaqes dhe saktësia e përmasave si dhe shpejtësia e madhe e kryerjes së punës. Fig.10.13 Prodhim nga legurat e aluminit i fituar me derdhje presuese 178 2003 .
  • 178. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 9.2.4 Derdhja me ndihmën e vakumit Fig.10.14 Furra induksione me vakum 2003 179
  • 179. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini KAPITULLI X 10. MATERIALET JOMETALIKE 10.1 DRURI Fig.11.1 Struktura e drurit Druri është material i cili përveç si lëndë djegëse, përdoret edhe si pjesë makinerike dhe në ndërtimtari. Druri përdoret me të madhe në industri, si material për konstruksione për detalet e makinave bujqësore, për punimin e modeleve për derdhje në shkritore, për kushineta rrëshqitëse dhe dhëmbëzorë që punojnë në ngarkesa goditëse, etj. Dhëmbëzorët prej druri punojnë pa zhurmë, kërkojnë pak lubrifikim dhe kanë afat shërbimi gadi të njejtë me të dhëmbëzorëve prej bronzi. Druri përfitohet nga drunjtë e prerë të ndryshëm, kryesisht nga trupi i tyre, pjesë të trupit dhe nga degët. Druri përbëhet nga disa unaza koncentrike, rrathë vjetorë, që janë formuar çdo vit gjatë rritjes së drurit. Rrathët vjetorë vihen re mirë në seksionin tërthorë. Ata i kanë dy shtresa: të brendshmen180 2003 .
  • 180. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE kah zemra e trupit dhe, pjesa e jashtme e rrethit vjetor kah lëvorja e trupit. Shtresa e brendshme formohet në pranverë ose në fillim të verës, ndërsa ajo e jashtmja-në fund të verës. Kështu në trupin e drurit (fig.11.1) dallojmë: zemrën ose bërthamën 1, masën e vërtetë të drurit 2, kambiumin 3 dhe lëvoren 4. Lëvorja dhe kambiumi përdoren për përpunim të mëtejshëm vetëm për disa lloje të drunjve (bungu, shelgu, bliri, mështekna). Në prerjen e tërthortë të disa llojeve të drunjve (p.sh.bungu)qartas mund të shihen shiritat e ngushtë radial 5. Disa lloje të drurit nuk e kanë ngjyrën uniforme : në brendi të trupit kanë ngjyrë më të mbyllët se sa në zonat periferike (p.sh. ahu,gështenja,bredhi etj.). Në këtë rast pjesa e brendshme me ngjyrë të mbyllët quhet palcë e drurit 6, e zona e jashtme me ngjyrë më të çelët quhet të bardhtë e drurit 7. Drunjtë e tillë quhen palcorë. Druri është i përbërë prej qelive të llojeve të ndryshme të lidhura ngushtë njëra me tjetrën, kanë forma të ndryshme, madhësi dhe funksione të ndryshme në jetën e drurit. Qelitë duke u rritur së bashku, formojnë fijet (fibrat) ose rezervoare, që janë të zgjatura përgjatë aksit të trupit. Çdo devijim i fibrave nga ky drejtim shkakton prishje në dru. Materia kryesore e mureve të qelive që formojnë drurin janë celuloza dhe lignini të lidhur ndërmjet veti. Celuloza ka përbërje fibrore dhe paraqet një materie kimike mjaft stabile: nuk tretet në shpiritus, ujë, eter, aceton dhe në tretës tjerë të zakonshëm. Lignini ose materia e drurit u japin mureve të qelive fortësi dhe elasticitet. 10.1.1 Mbrojtja dhe konzervimi i drurit Me konzervim të drurit nënkuptohen format speciale të përpunimit të drurit me qëllim që të arrihet stabiliteti ndaj kalbjes dhe të rritet qëndrueshmëria ndaj zjarrit. Për të qenë druri stabil ndaj kalbjes ai ngopet (impregnohet) me lëndë të ndryshme organike ose inorganike. E për t’u bërë druri zjarrdurues ai impregnohet ose ngjyroset me antipirenime. Antikalbësit(antiseptikët) mund të jenë lëndë inorganike dhe organike si p.sh.: -Fluorsilikat natriumi në tretësirë 2 deri 4%, -Vaj antraciti që depërton në poret e drurit,etj. -Tretjet ujore të krypërave minerale (klor-zink 2-5%) Mënyra e mbrojtjes së drurit me antiseptikë është e ndryshme: me lyerje, me spërkatje, me impregnim nën presion, etj. Druri që impregnohet duhet të jetë i thatë dhe pa lëvore. Lagështia e lejuar gjatë impregnimit duhet të jetë nën 25%. Në 1 m3 dru që duhet impregnuar konsumohet 5-7 kg klor-zink, 3-5 kg fluor natrium, 150 kg vaj kreoziti, etj. Edhe për mbrojtje nga zjarri në tretësirë mund të përdoret fluor natriumi i cili shërben edhe si antiseptik. Për mbrojtje nga zjarri mund të përdoret edhe një cipë mbrojtëse e fituar me përzierje të qelqit të lëngët me pigmente glicerinë teknike dhe emulzione kloroparafinë. 2003 181
  • 181. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 10.1.2 Karakteristikat dhe vetitë e drurit Karakteristikat e jashtme të drurit janë : a) ngjyra, b) tekstura, c) shkëlqimi, d) era. a) Ngjyra është karakteristikë e rëndësishme për dallimin e llojeve të ndryshme të drunjëve dhe për njohjen e kualitetit të tij. Ngjyra uniforme paraqet kualitet të mirë të drurit. Njollat e murrme dhe të çelëta tregojnë dëmtimin e drurit nga kalbja dhe sëmundje tjera. b)Tekstura në të vërtetë është vizatim në formë larash të cilat paraqiten në prerjet e drurit. Tekstura është karakteristike për çdo lloj të drurit. Fijet të cilat janë njëri ndër elementet e ndërtimit të drurit mund të jenë të drejta dhe mund të kenë formë të valvitur për së gjati etj. c)Shkëlqimi dallohet në sipërfaqen e plasjeve të disa llojeve të drurit (bungu,frashëri etj.) dhe shkaktohet me radhitjen e afërt të rrezeve palcore. d)Aroma e drurit varet nga rrëshirat, vajrat eterik, materiet e drurit për regjie, të cilat i përmbanë druri. Karakteristikat teknike të drurit janë: pesha vëllimore,lagështia,qëndrueshmëritë kufitare në shtypje përgjatë fijeve dhe goditjet përkulëse. Pesha vëllimore e drurit sillet brenda kufinjëve 0,35-0,75 kg/dm3, e më rrallë 1,0-1,25 kg/dm3.Sipas kualitetit druri ndahet në dru për tu përpunuar dhe dru për djegie. Lagështia e drurit përcaktohet në bazë të raportit(krahasimit) të peshës së lagështisë ndaj peshës së drurit të thatë (kampionët e drurit thahen në 100-105°C) dhe përcaktohet me përqindje(%).Druri i posaprerë përmban 30-40% masë drurore, 25-40% ujë dhe 30-25% ajër.Lagështia në masë të dukshme ndikon në vetitë mekanike të drurit.Me rritjen e lagështisë vetitë mekanike të drurit bien.Lagështia prej 15% quhet lagështi normale dhe në këtë lagështi përcaktohen vetitë fizike të drurit. Kufiri i qëndrueshmërisë varet nga lloji i drurit, në tërheqje për së gjati fijeve është ζM=7000-12000 N/cm2, gjatë shtypjes për së gjati fijeve është ζP=3000-7000 N/cm2 dhe në përkulje për së gjati fijeve është ζf=5000-13000 N/cm2. Si rrjedhim i ndërtimit fijor, druri dallohet për rezistencë të lartë në tërheqje dhe shtypje përgjatë fijeve, kurse me rezistencë të vogël në drejtim tërthor të fijeve. 10.1.3 Përpunimi mekanik i drurit Pas prerjes së drurit në trupa, ai përpunohet nëpër zdrugthe ose në sharra. Në makineri janë më të rëndësishme prodhimet e përpunuara pastër, siç janë: furniri, lesoniti, shperpllaka, etj. -Furniri –furnir quhen fletët e holla të drurit deri në 4 mm trashësi. Përdoret në industrinë e mobileve. Varësisht nga mënyra e përfitimit ka shum lloje të furnirit (fig.11.2 a dhe b). 182 2003 .
  • 182. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Fig.11.2 Përfitimi i furnirit Furniri i fituar në formën 11.2 a), përdoret për mbulimin e pjesëve të drurit për dukje më të bukur. Ndërsa furniri i fituar në mënyrën b), përdoret për ndërtimin e pllakave për tavolina (fig.11.3) dhe për ndërtimin e shperpllakave (fig.11.4). Fig.11.3 Pllaka për tavolina,mobileri -Shperpllakat- Furniri përdoret më së shumti në industrinë e shperpllakave. D.m.th. fletëzat e holla të drurit kryqëtohen nën ndonjë kënd, zakonisht nën kënd të drejtë dhe ngjiten; kështu formohen shperpllakat. Pllakat e ngjitura nga 3, 5, 7, 9 e më shumë furnira më pak deformohen dhe kanë qëndueshmëri disa herë më të madhe se druri i trashsisë së njejtë, (fig.11.4). 2003 183
  • 183. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini Fig.11.4 Shperpllaka Përdorimi i shperpllakave është shumë i vjetër, afër 3000 vjet. Në Europë përdorimi i shperpllakës është zhvilluar vetëm kah fundi i shekullit XIX. -Lesoniti- Përfitohet nga mbeturinat dhe gdhendlat e drurit, të cilat përzihen me material lidhës (ngjitësa), presohen në presë të nxehtë në pllaka (fig.11.5). Fig.11.5 Proqesi teknologjik i fitimit të pllakave të lesonitit Pas ftohjes së kujdesshme, pllakat priten në formate dhe sipërfaqet e tyre përpunohen, që të jenë të lëmueta. 184 2003 .
  • 184. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE 10.2 GOMA Gomë quhet prodhimi i shndërrimit kimik (vulkanizimit) të kauçukut. Kauçuku, duke rënë në kontakt me disa lëndë vullkanizuese, p.sh. me squfur, natrium, etj., pëson ndryshime kimike, si rrjedhim i të cilave formohet goma. Goma ka gjetë përdorim të madh në makineri dhe industri tjera, për shkak të vetive të mira që ka. Ndër këto veti mund ti përmendim: Elasticitetin, qëndrueshmërinë kimike ndaj acideve dhe bazave, qëndrueshmërinë ndaj fërkimit, aftësinë për të shuar lëkundjet, etj. Goma lidhet mirë me metalin, prodhimet e tekstilit, azbestit, etj. Prodhimet e gomës përdoren kryesisht si elemente të makinave dhe agregateve. Varësisht nga struktura e gomës, prodhimet mund të jenë të paarmiruara-të prodhuara prej gomës njështresëshe, pa shtresa pëlhure, si p.sh. unaza gome, etj; dhe të armiruara- me shtresa pëlhurash të vullkanizuara, siq janë p.sh. rrypat e transmisionit, elementet gypore prej gome, ose me pjesë metalike të vullkanizuara, siç janë amortizatorët prej gome, bokolat për balestra, etj. 10.3. AZBESTI Azbesti është material fibroz me origjinë minerale. Fibrat (fijet) e azbestit janë të thyeshme, por zjarrëduruese. Djegia e fijeve të azbestit mund të bëhet vetëm në 15000C. Përveç qëndrueshmërisë ndaj nxehtësisë, fijet e azbestit kanë qëndrueshmëri të lartë mekanike, ndaj acideve dhe bazave. Fijet e azbestit janë të shkurtëra deri në 3 cm. Me fije të shkurtëra të azbestit duke i përzi me (deltinë, botë), fitohet kartoni i azbestit. Fijet më të gjata përdoren për punimin e pëlhurave të azbestit. 10.4. QELQI Qelqi është ndër prodhimet kryesore të industrisë së silikateve. Ka strukturë amorfokristalore. Prodhohet duke shkrirë në temperaturë 14000C një përzierje të dioksidit të siliciumit SiO2, gurit gëlqeror CaO dhe karbonatit të natriumit Na2CO3 me okside tjera. Nga përqindja e këtyre oksideve varen edhe cilësitë e qelqit. Kështu qelqi optik përbëhet nga siliciumi i pastër SiO2, qelqi i dritareve përbëhet nga okside të siliciumit, kalciumit dhe natriumit. Qelqet me ngjyra, p.sh. të shisheve të ambalazhit, përmbajnë okside të hekurit, kurse qelqet që përdoren për sende zbukurimi përmbajnë okside të kobaltit, arit etj. Mund të prodhohen qelqe me veti të posaçme, p.sh. qelqe zjarrëduruese, qelqe me fortësi të madhe etj. Qelqet përdoren si izolues elektrik në elektroteknikë. Fijet prej qelqi quhen lesh xhami dhe janë izolues të mirë të nxehtësisë. 2003 185
  • 185. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 10.5 MASAT PLASTIKE Janë materiale polimere natyrore ose sintetike. Ato përbëhen nga një numër shum i madh molekulash të vogla (monomere), të lidhura në formë të vargjeve me njëra- tjetrën. Masat plastike kanë një mori vetish: janë të qëndrueshme ndaj veprimeve kimike, kanë dendësi të vogël, kanë qëndrueshmëri mekanike dhe ndaj fërkimit, përpunohen lehtë, kanë përcjellshmëri të ulët të nxehtësisë, nuk e përcjellin elekricitetin etj. Në saje të këtyre vetive masat plastike kanë gjetur përdorim të gjërë në degë të ndryshme dhe fusha e përdorimit të tyre po zgjerohet vazhdimisht. Në shum raste ato po zëvendësojnë metalet me ngjyra dhe të zeza. 1t plastmasë mundë të zëvendësojë deri në 3t metale me ngjyra. Detalet prej plastmase janë deri në 10 herë më të lira se detalet prej bronzi. Përdorimi i tyre në makineri ka bërë që të ulet masa e konstruksioneve 4-6 herë dhe po kaq edhe koha e punës për prodhimin e tyre. Masat plastike ndahen në tri grupe: plastet- tëcilat duke u përpunuar marrin forma të ndryshme, elastet-që dallohen për vetitë e tyre elastike fibrat kimike- që janë të ndërtuara prej makromolekulave fijëzore të shtrira për së gjati. 10.5.1 Plastet Në bazë të qëndrueshmërisë ndaj nxehtësisë, plastet klasifikohen në duroplaste dhe termoplaste. Duroplastet, nën veprimin e nxehtësisë, pësojnë ndryshime të brendshme kimike, ngurtësohen dhe kthehen në produkte, të cilat zbuten, nuk shkrihen dhe nuk treten më, edhe po të ngrohen përsëri. Këtu bëjnë pjesë fenoplasti ose bakeliti. Termoplastet, me nxehje zbuten dhe kthehen në produkte. Përsëri mund të zbuten, të shkrihen e të treten, duke lejuar ripunimin e tyre. Këtu bëjnë pjesë poliklorvinili(PVC). Nga plastet tjera përdorim të gjerë gjejnë: Celuloidi- që është produkt i veprimit të acidit nitrik në celulozën natyrore. Mëndafshi veshtullor- që përfitohet nga celuloza. Bakeliti -që përfitohet nga përpunimi kimik i fenolit me formaldehidë. Si plaste tjera që përdoren mund të përmendim: polistirenin, poliklorvinilin, silikonet, poliamidet, polietilenin etj. Me nxehje në 150÷200°C, PVC- ja petëzohet në fletë të holla. Këto fletë, duke i presuar me njëra tjetrën, formojnë pllaka të PVC-së, me të cilat mund të prodhohen gypa, shufra etj. 10.5.2 Elastet -janë masa elastike, që durojnë ndryshime të mëdha të formës, mbi 100% në temperaturë normale dhe pas heqjes së forcës ato kthehen përsëri në gjendjen e mëparshme (ose mbesin deformacione shumë të vogla). Në këtë grup futen kauçuku natyror me prodhimet e tij dhe kauçuku sintetik. 186 2003 .
  • 186. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Kauçuku natyror - përfitohet nga lëngu i disa pemëve tropikale duke pikur dhe duke e ruajtur pastaj me acide dhe me ngrohje. Vetia kryesore e kauçukut natyror është elasticiteti i tij. Kemi theksuar më sipër se nga trajtimi në të nxehtë në 130°C me squfur, si rrjedhim i proqesit të vullkanizimit, kauçuku natyror shndërrohet në gomë. Kauçuku sintetik - (artificial) përgaditet nga polimerizimi i butadienit në prezencë të natriumit. Nevoja për prodhimin e kauçukut artificial lindi nga pamundësia për të përballuar me kauçukun natyror hargjimet shum të mëdha të llojeve të ndryshme të gomave në të gjitha degët e teknikës. Sot prodhohen shum lloje kauçuku sintetik, që dallohen për nga vetitë e tyre të ndryshme kimiko- fizike, si nga qëndrueshmëria në mese të acideve, nga qëndrueshmëria mekanike dhe ndaj fërkimit, nga fortësia e tj. 10.6 NGJITËSIT (ZAMKAT) Janë produkte vizkoze që kanë veti të mira ngjitëse. Specifiteti i ngjitjes së materialeve me ngjitës është që gjatë ngurtësimit të ngjitësit nuk vie deri te shkrirja apo difuzioni i materialeve të ngjitura, siç është rasti gjatë ngjitjes me saldim. Sot ekzistojnë ngjitës dhe mënyra të ngjitjes, ashtuqë mund të ngjiten materiale të ndryshme për nga struktura e tyre dhe përbërja. Mund të ngjiten materiale në kombinacione: metal-metal, drumetal, qelq-metal, plastmasë-metal, gomë-lëkurë, gomë-plastmasë, etj. Ngjitësit ndahen sipas materialit kryesor në bazë të të cilit janë prodhuar. Kështu kem: 1.Ngjitës në bazë të kauçukut natyror 2. Ngjitës në bazë të kauçukut sintetik 3. Ngjitës në bazë të materialeve tjerë 2003 187
  • 187. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini 10.7 MATERIALET PËR RETIFIKIM (POLIRIM) Përdoren për përpunimin e sipërfaqeve të pastërta dhe të lëmuara. 10.7.1 Materialet natyror për retifikim janë: 1.Korundi- oksid i aluminit, i shëndritshëm 2.Shmirglli- është lloj i papastër i korundit 3.Guri i kuarcit- formohet nga grimcat e rërës të lidhura me ngjitës të kuarcit. 10.7.2 Materialet artificiale për retifikim janë: 1. Shmirglli artificial- fitohet nga boksidi 2.Korundi artificial- fitohet me pastrimin e shmirgllit 3.Karborundumi- karbid i siliciumit i fituar nga rëra. Gurët për retifikim (qostrat) më së shumti punohen nga korundi artificial, karborundumi dhe rëra. Qostrat prej rëre përdoren për mprehjen e veglave. Fitohen me përzierjen e Korundit të imtësuar ose karborundumit me lidhës prej qeramike dhe pjekjen e tyre në temperatura deri në 1400ºC. 10.8 NGJYRAT, LLAQET DHE KITI Ngjyrat, llaqet dhe kiti përdoren për lyerjen sipërfaqësore të prodhimeve me qëllim të mbrojtjes së tyre, pamjes më të bukur etj. Në këtë grup bëjnë pjesë edhe lëndët tretëse të ngjyrave dhe llaqeve. 10.8.1 Ngjyrat Janë materie për ngjyrosje të cilat përbëhen prej pigmenteve të cilat japin ngjyrën dhe nuancën përkatëse prej materialeve lidhëse dhe tretësve të cilët i japin ngjyrës vizkozitet të përshtatshëm për bartjen e ngjyrës me brusha. Si lëndë lidhëse themelore përdoren: Kompozime ngjyrash dhe ngjitësish që formohen prej ujit dhe ngjitësve organik. Ngjyrat e yndyrshme kryesisht përdoren për ngjyrosjen e prodhimeve të metalit dhe drurit. Këto ngjyra që përdoren në teknikë duhet të kenë këto veti: a) Ngjyra duhet tu jep mbrojtje mjaft të sigurtë metaleve nga ndikimi i lagështisë dhe ajrit. b) Ngjyra duhet të teret shpejtë dhe ti mvishet mirë metalit. c) Ngjyra duhet të jet stabile ndaj ndikimeve atmosferike. Në përbërjen e ngjyrës së gatshme të yndyrshme hyjnë: a) Pigmentët b) Firnajzi ( ngjyrë speciale e përpunuar që ngjitet shpejtë) c) Tretësi ( zakonisht terpentini) 188 2003 .
  • 188. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE Detyra e pigmentëve është: të japin ngjyrën, të rrisin stabilitetin e vetive mbrojtëse. Për të fituar nuansa të ndryshme të ngjyrave përzihen pigmente të ndryshme. Ngjyrat e ndryshme fitohen me përzierjen e pigmenteve të thatë dhe të firnajzit. Më së shumti si pigmente përdoren: për ngjyrë të bardhë- nga të bardhët e plumbit të zingut, titanit, pluhuri i aluminit për ngjyrë të verdhë- Okeri. 10.8.2 Llaqet Janë komponime për lyerje dhe ngjyrosje. Sipas përdorimit ndahen në llaqe mbuluese dhe llaqe për ngjyrosje. Llaqet mbuluese – janë përzierje e materialeve organike të cilat pas lyerjes formojnë në sipërfaqe një shtresë shkëlqyese stabile. Shërbejnë për mbrojtjen e prodhimeve nga ndikimet atmosferike dhe me qëllim të fitimit të shkëlqimit sipërfaqësor ose veti elektro izoluese. Llaqet për ngjyrosje- janë ngjyra të patretura të cilat përfitohen me fundërrimin e disa ngjyrave organike me anë të kryprave. Përdoren për ngjyrosjen e pëlhurave si dhe për prodhimin e disa ngjyrave akuarel dhe vajit për pikturim. 10.8.3 Kitet Kitet janë masa të cilat vehen në sipërfaqe për ti rrafshuar ato dhe për tu arritur pamje sa më e mirë estetike. Në kite bëjnë pjesë sasi të mëdha të pigmenteve dhe shtresave tjera në formë pluhuri. Kiti mund të jetë i trashë (plastik) dhe i lëngët. Kiti i trashë kryesisht përdoret për rrafshitjen e sipërfaqeve që janë më shumë të parrafshta, ndërsa kiti i lëngët, për rrafshime të vogla. Kitet mund të formohen në bazë të llaqeve vajore ose nitroceluloze. 2003 189
  • 189. TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini LITERATURA 1.Prof.dr.N.Boshnjaku ,,NJOHURI MATERIALESH TË MAKINERISË”, Universiteti i Kosovës, Prishtinë 1985 2.Fatmir Çerkini ,,TEKNIKA E MATERIALEVE”(ligjerata të autorizuara), SHLT, Ferizaj 2003 3.B.Baholli, I.Hoxha, V.Nika, G.Demiraj, E.Lamani ,,STRUKTURA DHE PËRPUNIMI TERMIK I METALEVE”, Tiranë 1986 4.Doc.Tahir Haxhiymeri, Ali Katragjini, Qiriako Leka, Shyqyri Meta ,,TEKNOLOGJIA E MATERIALEVE”, Tiranë 1992 5.Dr.sc.Bajrush Bytyqi, Dr.sc. Hysni Osmani, Mr.sc.Nexhat Qehaja ,,MATERIALET E MAKINERISË”, Prishtinë 1998 6.Prof.dr.Fatmir Agolli ,,METALURGJIA E METALEVE ME NGJYRË”, Universiteti i Kosovës 1985 7.Focus International Book Produktion ,,ENCIKLOPEDIJA TEHNIKE” 1,2 Stockholm 1982 8.Niko Malešević ,,OSNOVE NAUKE O METALIMA” I,II,III,…VI, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb 1979 9.Dr.Jože Pirš ,,TEHNOLOGIJA MATERIJALA” I,II,III,…V, Sveučilište u Rijeci 1997 10.Б.B.Линчевский, A.Л.Coболевскй, A.A.Kальменев ,,METAЛЛҮРГИЯ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ”, Metaллургия-MOCKBA 1986. 11.Mr.S.H.Skenderi ,,SISTEMI NDËRKOMBËTAR I NJËSIVE (SI)”, ETMM i KSA të Kosovës, Prishtinë 1987 12.Bojan Kraut ,,STROJARSKI PRIRUČNIK”sedmo izdanje, Tehnička knjiga, Zagreb 1982 13.Mr.T.Adjiev ,,ISPITUVANJE NA MAŠINSKITE MATERIJALI”, Univerzitet Skopje 1989 190 2003 .
  • 190. Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE SHTOJCË 2003 191

×