Teknika e materialeve 2003

16,907 views

Published on

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

No Downloads
Views
Total views
16,907
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
313
Comments
0
Likes
6
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Teknika e materialeve 2003

  1. 1. UNIVERSITETI I PRISHTINËS FAKULTETI I SHKENCAVE TEKNIKE TË APLIKUARA FERIZAJ Fatmir Çerkini Ferizaj 2003
  2. 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. 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. 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. 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. 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. 7. TEKNIKA E MATERIALEVE 8 Fatmir Çerkini 2003 .
  8. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 .

×