Materiale ndertimore ii çeliku-prof.Naser Kabashi

1. METALET
 Metalet jane materiale me structure kokerrzore , qe fitohen me
procesin teknologjik te shkrirjes se xeheve perkatese si lende e pare.
Pastaj ne proceset ne vazhdim u shtohen substance te cilat u
permiresojne vetite qe mund te perdoren si legura me veti te kerkuara.
 Struktura atomike konsiston ne nje densisitet mjaft te larte, te
perbera nga dy pjese kryesore atomike: protonet dhe neutronet si dhe
ne mase mjaft te vogel elektronet.(masa e elektronit eshte 1/1836
pjese e protonit.) Numri I protoneve eshte I njohur si numri atomik Z,
qe karakterizon elementet.
 Poashtu lidhja e atomeve ne molekula si dhe lidhja e molekulave
realizohet me forcat elektostatike ne mes molekulave te poleve te
ndryshme.
 Lidhjet mund te jene: Kovalente, Jonike.

2. Struktura e metaleve
 Ne pergjithesi struktura e metaleve eshte kristalore , dhe nenkupton
renditjen e atomeve perberese, gjegjesisht format qe formojne ne mes
veti ne procesin e lidhjes.
 Ne pergjithesi dallojme disa lloje te ketyre strukturave kristalore :
Paketimi I thjeshte kubik
 Paraqet nje nje paketim te kujdeseshem si te topave te pingpongut ne
nje siperfaqe te mbuluar me sfera , sikur ne fig.

3. Struktura e metaleve
 Ne kete rast secila sfere ne structure takon kater sfera te njejta ne
rrafshin e njejte. Poashtu kjo sfere takon nje sfere ne rrafshin nen te .
Secili atom ne kete structure lidh gjashte fqinje te aferm, qe ne nje
menyre secila sfere ka numrin e koordinatave 6.
 Ne nje structure mund te themi se afersisht 52% eshte e mundshme te
mbulohen me kete structure te thjeshte atomike

4. Paketimi kubik centrik- Body centered
cubic (BCC)
 Ne sistemin e paketimit kubik centric (BCC) krysisht kemi nje paketim
me te dendur qe kryesisht lidhet per rreth diagonals se atomot.
Karakteristike eshte qe atomet e nje rendi ne nje rrafsh (sferat e nje
rendi) nuk takojne rendin tjeter sic tregohet ne fig.a, mirepo ndaj
rrafsheve tjera paketohen duke lene zbrastesira ndaj rrafsheve
paraprake, fig.b.

5. Paketimi kubik centrik- Body centered
cubic (BCC)
Meqenese secila sfere takon kater sfera ne rrafsh, e kater sfera
tjera ne rrafshintjeter, duke krijuar nje forme kubike te formuar nga
tete sfera me nje sfere ne mes e kemi emertuar si Paketim kubik
centric, dhe karakterizohet me numrin koordinativ 8

6. Paketimi kubik centrik- Body centered
cubic (BCC)
Meqenese secila sfere takon kater sfera ne rrafsh, e kater sfera
tjera ne rrafshintjeter, duke krijuar nje forme kubike te formuar nga
tete sfera me nje sfere ne mes e kemi emertuar si Paketim kubik
centric, dhe karakterizohet me numrin koordinativ 8

7. Struktura heksagonale e paketimit te
mbyllur
Paketimi I sferave eshte I mbyllur ne te dy rastet e prezentuara. Ne te dy
rastet paketimi I sferave eshte I mbyllur, d.m.th. nje sfere takon gjashte
apo tete sfera, ndersa ne tersi formon nje forme heksagonale ne nje
rrafsh. Poashtu kjo reprezentohet edhe ne rrafshin e dyte,trete , e duke
krijuar nje structure te mbyllur heksagonale

8. Struktura heksagonale e paketimit te
mbyllur
Sipas ketij paketimi-Struktura heksagonale e mbyllur afersisht 74%
e siperfaqes mbyllet, dhe kjo eshte e rendesishme per metalet sic
jane: Mg, Zn, Co etj.
Per kete structure karakteristike eshte numri koordinativ 12.

9. Struktura e paketimit te mbyllur kubik
 Kjo structure paraqet nje menyre tjeter te paketimit te sferave, ashtuqe
atomet nga rrafshi I trete paketohen dhe ne te njejten menyre mbyllin
zbrastesirat e mbetura ne rrafshin paraprak. Si rezultat I vazhdueshem
arrijme deri tek struktura qe e emrtojme Strukture kubike e mbyllur.
Secila sfere ne kete rast takon gjashte sfera te njejta ne rrafshin e
njejte, tri ne rrafshin e siperm dhe tri ne rrafshin e poshtem. Edhe ketu
numri koordinativ eshte 12.
 Dallimi ne mes structures heksagonale dhe asaj kubike te mbyllur
eshte qe tek menyra e pare atomet ne rrafshin e pare dhe te trete
shtrihen ne drejtim te njejte, ndersa te menyra e dyte atomet ne
rrafshin e pare dhe te trete orientohen ne drejtime te ndryshme

10. Struktura e paketimit te mbyllur kubik

11. Numrat koordinativ per Strukturat
e metaleve
Struktura Numri koordinativ
Kubike e tjeshte 6
Kubike qendrore 8
Heksagonale e mbyllur 12
Kubike e mbyllur 12
Vetite fizike qe rezultojne prej Struktures se Metaleve
Nje prej karakteristikave te metaleve eshte sjellja e tyre ndaj
ngarkesave, apo te themi aftesia mbajtese ne terheqje, shtypje apo
prerje, dhe gjithsesi aftesia e tij qe te kete deformime pa keputje. Me
rastin e veprimit te nje ngarkese-force ne metal atehere materiali eshte
ne gjendje te nderur, dhe vazhdon te jete ne gjendje te tille deri ne
momentin e keputjes, kur edhe regjistrohet ngarkesa maksimale e
keputjes.

12. Vetite fizike qe rezultojne prej
Struktures se Metaleve
 Nje prej parametrave te rendesishem gjate kesaj procedure eshte
Moduli I Elasticitetit qe karakterizon secilin metal. Per kete ne do te
prezentojme nje tabele per disa metale me keto vlera karakteristike

13. Vetite fizike qe rezultojne prej
Struktures se Metaleve
Melting points and boiling points
Metals tend to have high melting and boiling points because of the
strength of the metallic bond. The strength of the bond varies from
metal to metal and depends on the number of electrons which each
atom delocalises into the sea of electrons, and on the packing.
Group 1 metals like sodium and potassium have relatively low melting
and boiling points mainly because each atom only has one electron to
contribute to the bond - but there are other problems as well:
•Group 1 elements are also inefficiently packed (8-co-ordinated), so
that they aren't forming as many bonds as most metals.
•They have relatively large atoms (meaning that the nuclei are some
distance from the delocalised electrons) which also weakens the
bond.

14. Vetite fizike qe rezultojne prej
Struktures se Metaleve
Thermal conductivity
Metals are good conductors of heat. Heat energy is picked up by the
electrons as additional kinetic energy (it makes them move faster).
The energy is transferred throughout the rest of the metal by the
moving electrons.
Electrical conductivity
Metals conduct electricity. The delocalised electrons are free to move
throughout the structure in 3-dimensions. They can cross grain
boundaries. Even though the pattern may be disrupted at the boundary,
as long as atoms are touching each other, the metallic bond is still
present.
Liquid metals also conduct electricity, showing that although the metal
atoms may be free to move, the delocalisation remains in force until the
metal boils.

15. Vetite fizike qe rezultojne prej
Struktures se Metaleve
Strength and workability
Metals are described as malleable (can be beaten into sheets)
and ductile (can be pulled out into wires). This is because of the ability
of the atoms to roll over each other into new positions without breaking
the metallic bond.
If a small stress is put onto the metal, the layers of atoms will start to roll
over each other. If the stress is released again, they will fall back to their
original positions. Under these circumstances, the metal is said to
be elastic.

16. Vetite fizike qe rezultojne prej
Struktures se Metaleve
The hardness of metals
This rolling of layers of atoms over each other is hindered by grain
boundaries because the rows of atoms don't line up properly. It follows
that the more grain boundaries there are (the smaller the individual
crystal grains), the harder the metal becomes.
Offsetting this, because the grain boundaries are areas where the atoms
aren't in such good contact with each other, metals tend to fracture at
grain boundaries. Increasing the number of grain boundaries not only
makes the metal harder, but also makes it more brittle.

17. Prodhimi I celikut
Methods for manufacturing steel have evolved significantly since
industrial production began in the late 19th century. Modern methods,
however, are still based the same premise as the Bessemer Process,
namely, how to most efficiently use oxygen to lower the carbon content
in iron.
Today, steel production makes use of both recycled materials, as well
as the traditional raw materials, such as iron ore, coal, and limestone.

18. Prodhimi I celikut
Diagramet e fazave-proceseve ne faza
Diagrami I fazes : Hekur Carbon

19. Faktoret ndikues ne strukturen e
celikut
Ne temperature te larte , le te themi 10000C celiku permban me pak
se 0.87% te karbonit qe tersisht permban struktura. Kur celiku ftohet,
austenitet do te fillojne te transformohen ne ferrite kur eshte e njohur
si kufiri I fazes (vija KO).Feriti mund te permbaje shume pak carbon
ashtuqe tepricat e austeniteve rriten ne tretjen e karbonit. Kur
temperature ka je ramje formohen me teper ferrite duke u
kompozuar me austenitet e mbetura dhe njekohesisht duke rritur
permbajtjen e carbonit duke percjellor vijen KO drejt pikes O.
Nese nje celik permban me shume se 0.87 % carbon ai eshte ftohur
nga temperaturat me te larta. Ne kete rast cementiti I cili ndahet se
pari prej austenitit, kur kalon neper fazen qe karakterizohet me vijen
OF. Feriti eshte me I bute dhe duktil, cementiti eshte I forte dhe I
brishte, pearliti eshte I forte por me duktilitet te ulet, cka na shpie ne
kombinime te ndryshme me rezultate dalese te celiceve te
ndryshem.

20. Hekuri I derdhur-Giza
Nga diagrami I prezentuar ne fig.ne vijim. hekuri I derdhur-giza shtrihet
ne diapazanin e permbajtjes se carbonit prej 2-4.5 %. Sic shihet nga
diagrami austeniti eshte kryesori ndersa me perzierje eshte edhe
cementiti.
Diagrami I fazes per llamarine

21. Çeliku
Cka eshte Çeliku?
Çeliku eshte nje perzierje e hekurit dhe karbonit ne permbajtje max 2%
(1.5%), 1.% mangan dhe permbajtje shume te vogel te silicit, fosforit,
sulfurit dhe oksigjenit. Celiku eshte legure paraqet nje prej materialeve
me te rendesishme ne inxhinjerine e ndertimit.
Permbajtja e Carbonit (%) Deri 1.5 2.0-4.5
Hekuri Celiku Hekuri I derdhur-giza
Çeliku kryesisht prodhohet me metodat Bessemer-Martin. Ndersa
procesi teknologjik eshte ne kontinuitet te permiresimeve dhe
zhvillimeve

22. Klasifikimi I Çeliqeve
Klasifikimi I celiqeve behet nga disa aspekte, mirepo si me I rendesishmi eshte
klasifikimi ne funksion te permbajtjes se karbonit dhe ate:
 Çeliqe te buta; me permbajtje te karbonit 0.15-0.25%
 Çeliqe gjysem te forta; me permbajtje te karbonit deri 0.50 %
 Çeliqe te forta; me permbajtje te karbonit deri 1.5% (2.0%)
Poashtu nje klasifikim ne funksion te permbajtjes se Carbonit dhe Kromit eshte dhene
ne tabelen ne vijim

23. Klasifikimi I Çeliqeve
Celiku mund te klasifikohet varesisht prej menyrave te perfitimit dhe
sistemeve:
•The composition, such as carbon, low-alloy or stainless steel.
•The manufacturing methods, such as open hearth, basic oxygen process, or
electric furnace methods.
•The finishing method, such as hot rolling or cold rolling
•The product form, such as bar plate, sheet, strip, tubing or structural shape
•The deoxidation practice, such as killed, semi-killed, capped or rimmed steel
•The microstructure, such as ferritic, pearlitic and martensitic
•The required strength level, as specified in ASTM standards
•The heat treatment, such as annealing, quenching and tempering, and
thermomechanical processing
•Quality descriptors, such as forging quality and commercial quality.

24. Perpunimi i Çelikut
Nga vete fakti I qasjes se perpunimit mekanik mund te themi se
pervec formes e cila ndryshon gjithsesi ndryshon edhe struktura dhe
ndonje veti tjeter e celikut. Ky perpunim mund te behet ne
temperature normale (perpunimi ne te ftohet) dhe ne temperature te
rritura (perpunimi ne te nxehte).
- Farketimi
- Preshimi
- Petezimi
- Terheqja
- Shtyerja

25. Perpunimi mekanik I Çelikut
 Farketimi-Behet ne materialin e nxehte e te skuqur, ne menyre qe ti jipet
forme e deshiruar permes punimit me dore
 Petezimi-Behet kur materiali I nxehte kalon neper cilindra (cift cilindrash)
duke pesuar deformime dhe njekohesisht duke marre forma te ndryshme
 Terheqja(telezimi)-Behet kur materiali ne te ftohet apo ne te nxehte eshte
I detyruar te kaloje me terheqje neper vrima me pare te kalibruara
 Preshimi-Behet kur matriali ne te ftohet apo ne te nxehte nen veprimin e
ngarkeses shtypet-preshohet dhe njekohesisht merr forma te
deshirueshme.
Ne te gjitha rastet perpunimi mekanik kryhet deri ne ate shkalle kur materiali
arrine kufirin e elasticitetit dhe kalon ne gjendjen e plasticitetit, mirepo
vazhdimisht duke mbajtur formen e marrur. Mirepo gjate ketij perpunimi
permiresimi I vetive rritet ne njeren ane ndersa ne anen tjeter bie , p.sh. rritet
soliditeti ne terheqje ndersa zvogelohet zgjatja procentuale, duktiliteti etj.

26. Perpunimi mekanik I Çelikut

27. Perpunimi termik I Çelikut
Mikro struktura e celikut dhe vetite e celikut si dhe te perberseve mund te
permiresohen ne mase te dukshme me perpunimin ne temperature te
caktuar(gjate ngrohjes dhe ftohjes).
Mund te permendim se celiku mund te kete ne pergjithesi structure te imet
kokerrzore dhe structure kokerrzore te madhe.P.sh. celiku me structure te
madhe kokerrzore ka soliditet te larte ne terheqje por duktiliteti I te njejtit
eshte mjaft I vogel, veti e cila do te permiresohet me kalimin ne structure
kokerrimet qe plotesohen keto kerkesa.
Llojet e perpunimit termik jane :
 Kalitja (annealing)
 Normalizimi(Normalising)
 Leshimi

28. Perpunimi termik I Çelikut
Mikro struktura e celikut dhe vetite e celikut si dhe te perberseve mund te
permiresohen ne mase te dukshme me perpunimin ne temperature te
caktuar(gjate ngrohjes dhe ftohjes).
Mund te permendim se celiku mund te kete ne pergjithesi structure te imet
kokerrzore dhe structure kokerrzore te madhe.P.sh. celiku me structure te
madhe kokerrzore ka soliditet te larte ne terheqje por duktiliteti I te njejtit
eshte mjaft I vogel, veti e cila do te permiresohet me kalimin ne structure
kokerrimet qe plotesohen keto kerkesa.
Llojet e perpunimit termik jane :
 Kalitja (annealing)
 Normalizimi(Normalising)
 Leshimi

29. Perpunimi termik I Çelikut
 Kalitja (annealing)-Ky eshte nje trajtim I celikut I cili ka permbajtje me te vogel
te karbonit, duke perfshire rritjen e temperaturave prej 30-500C e me teper deri
ne temperature te larta ~ 400 0Ce me pastaj duke ju nenshtruar procesit te
ftohjes se shpejte(ne uje apo leng).Kalitja muneson zakonisht rritje te dukshme
te duktilitetit dhe zgjatshmerise.

30. Perpunimi termik I Çelikut
 Normalizimi(Normalising)-Ky trajtim behet ne celik duke rritur temperaturen nga
30-500C e deri ne temperature te larta , e me pastaj duke ju nenshtruar procesit
te ftohjes ne ajer
 Leshimi-Proces ne vazhdimesi I kalitjes kur pas ftohjes celiku perseri ngrohet e
me pastaj ftohet ngadale ne kete menyre duke rritur rezistencen ne goditje dhe
perpunimin ne prerje.

31. Perpunimi kimik I Çelikut
 Nga perdorimi I celikut ne praktike ne varesi nga ambienti,shkalla e
agresivitetit, kerkohet nje tretman mbrojtes, e sidomos I siperfaqeve te
jashtme. Trajtimet kimike mundesojne nje qendrushmeri ndaj
korozionit, apo edhe ndonjehere nje qendrushmeri ndaj abrasionit te
siperfaqeve kontaktuese.

32. Vetite mekanike te celikut dhe
ekzaminimet e nevojshme
 Meqenese pjesemarrja e karbonit luan rol vendimtar ne vetite
mekanike te celikut, atehere ne fig. eshte prezentuar nje ndikim I tille.
Vetite mekanike te celikut jane te lidhura me vetite
deformabile prandaj edhe sit e tilla prezentohen
cdohere, dhe si te tilla pervetesohen per rastin e
caktuar.
Vetite mekanike kryesore te celiku jane :
1. Soliditeti ne terheqje
2. Zgjatja procentuale
3. Kontraksioni I prerjes terthore
4. Fortesia e celikut
5. Lakimi
6. Duktilitetit
7. Rezistenca ne goditje
8. Lodhja e celikut

33. Soliditeti ne terheqje
Eshte vetia kryesore qe e karakterizon celikun ne fazat e eksploatimit, nga se edhe
dimensionimi bazohet ne kete veti te celikut.
Sipas Standardit Europian EN 10002-1,
percaktimi I soliditetit ne terheqje
percaktohet ne mostrat e pergaditura dhe me
dimensione standarde qe u nenshtrohen
veprimit te forces ne terheqje deri ne
shkeputje

34. Soliditeti ne terheqje
0
max
A
F
Rm  (N/mm2);

35. Zgjatja procentuale dhe kontraksioni I
prerjes terthore
Paraqet zgjatjen e mostres me gjatesi te caktuar ne momentin e keputjes
ndaj zgjatjes fillestare.
100
0
0
x
l
llt 
 (%)
mml 1000 
Gjatesia fillestare mund te kete gjatesi sipas
standardeve dhe ate:
- epruveta normale-standard-
- epruveta e shkurter
mml 2000 
Nga aspekti I zgjatjes procentuale kjo eshte e kufizuar per llojin e caktuar te celikut sipas
Standardeve Europiane.EN 10002.
Sa I perket materialit zgjatja procentuale eshte nje mase per duktilitet te materialit (celikut).
Meqenese gjate ekzaminimit te mostres net e njejten kohe edhe siperfaqja e prerjes terthore
peson nje redukim, qe e emertojme si kontraksion I prerjes terthore, dhe paraqet;
100
0
0
x
A
AA 
 (%)

36. Fortesia e celikut
Fortesia e celikut eshte veti mekanike e celikut e cila shprehet permes rezistences qe
celiku I bene depertimit te nje materiali me te forte nen veprimin e ndonje force te
caktuar. Fortesia e celikut paraqitet me shkallen e fortesise

37. Lakueshmeria e celikut dhe duktiliteti
Aftesia e celikut, apo fijeve te celikut, qe nen veprimin e forcave mund te lakohet dhe mos te keputet,
e net e njejten kohe te mbaje ate forme.
Aftesia e celikut qe te zgjatet dhe mos te keputet, duke pas pa
rasysh mos humbjen e aftesise mbajtese te vete materialit

38. Zgjidhja e celikut per struktura te
ndertimit
Zgjidhja e celikut per aplikime te caktuara percaktohet nga disa faktore, ku ata mund te
jene:
- kerkesa per soliditet ne terheqje
- fortesia, duktiliteti
- kostoja
- kushtet net e cilat do te kryhen punimet.
Celiku si material,duke u nisur nga karakteristikat e prezentuara mund te themi se ka nje
aplikim te shumte ne ndertimtari , dhe ate: Urat, kabllot e celikut perura te varura, objekte te
larta, struktura ne det , e pastaj elemente ne forma te ndryshme, tuba te celikut,llamarine
per mbulesa, panele, celik per beton te armuar, celik per beton te paranderur, dhe shume
aplikime tjera.
Cdohere zgjidhja e celikut behet duke u mbeshtetur ne Standardet Europiane per llojin apo
tipin e caktuar.

39. Zgjidhja e celikut per struktura te
ndertimit

40. klasifikimi I armatures
Meqenese perdorimi I celikut si armature per beton eshte shume e lidhur edhe me
ndertimin atehere do te prezentojme nje tabele nga normat DIN per celikun qe do te
perdoret per kete qellim, gjegjesisht kushtet qe duhet te plotesoj:

41. Sjellja e celikut ne temperatura te
larta
Nga aspekti I ndertimitn te strukturave celiku mund te konsiderohet si
material mjaft I pershtatshem, mirepo nje veti e dobet e celikut eshte kur
temperature rritet ne mase te madhe dhe ate >3000C, kur objekti
kaplohet nga zjarri, kur edhe celiku fillon qe te rrjedhe, e si pasoje eshte
humbja e stabilitetit te structures si tersi. Prandaj ne inxhinierine e
ndertimit tek strukturat e celikut behet nje mbrojtje nga ndikimi I
drejtepersedrejti ne konstruksionin prej celiku me materiale te
pershtatshme , te rezizstueshme nga temperaturat (p.sh. pambuk
xhami)

42. Sjellja e celikut ne temperatura te
larta

43. Sjellja e celikut ndaj korozionit
Mbrojtja nga korozioni I strukturave metalike perben ne vehte nje detyre te
rendesishme tekniko-ekonomike meqenese demtimet nga ky fakt jane shume te
medha.Po e permendim faktin ekonomik nga arsyeja se ne disa raste masat
mbrojtese nga korozioni tejkalojne vleren fillestare te ndertimit te nje objekti.
Mbrojtja nga korozionit te strukturat e celikut mund te arrihet ne disa menyra dhe
ate:
- me lyerje, mveshje si dhe me mbrojtje katodike .
Ne pergjithesi korozioni mund te shkaktohet nga faktoret : Kimik dhe elektrokimik.
Korozioni kimik eshte product I lidhjeve kimike te metalit me perberje qe kane
permbajtje te acideve te lira (sulfuric, nitric etj), ndersa elektrokimik shkaktohet
me rrymat elektrike te vazhduara.
Pervec masave mbrojtese te permendura me larte sot eshte e mundur te
prodhohet celik rezistues ndaj korozionit permes shtrsave te holla mveshese te
celikut, dhe ne kete rast kemi te bejme me celik rezistues ndaj kohes. Ne tregun
e celikut ky lloj celiku diku eshte rreth 20% me I shtrenjte se sa celiku normal.

44. Sjellja e celikut ndaj korozionit