teknika e material eve - ligjeratat-2003

UNF

Fatmi

NIVFAKULT

ir Çerk

VERSTETI I S

kini

SITESHKENC

ETI CAVE T

FERIZ

Feriza2003

I PRTEKNIKZAJ

aj 3

RISHKE TË A

HTINAPLIKUA

NËSARA

Fatmir Çerkini TEKNIKA E MATERIALEVE

2003 3

KAPITULLI I 11..00.. MMEETTAALLEETT 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. VVEETTIITTËË EE MMEETTAALLEEVVEE 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. 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):

]/[ 3mkgV

md , m-masa e materialit

V-vëllimi i materialit

TEKNIKA E MATERIALEVE Fatmir Çerkini

4 2003 .

-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. 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. 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. -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.


2003 5

-Qëndrueshmëria në goditje, vetia e metaleve për t’i qëndruar shkatërrimit nga ngarkesat goditëse (dinamike). 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. NNDDAARRJJAA EE MMEETTAALLEEVVEE 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. Metalet e zeza Në këtë grup të metaleve bëjnë pjesë: -Ferometalet, gjegjësisht: hekur , nikli , mangani dhe kobalti. -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


6 2003 .

ndryshme, p.sh. temperaturën e shkrirjes. Këto metale në natyrë gjinden së bashku, vështirë është me i nda, kështuqë në legura shtohen si përzierje. 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 g/cm3. -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. 1.3. PPRROOVVAATT EE MMEETTAALLEEVVEE DDHHEE LLIIDDHHJJEEVVEE TTËË TTYYRREE 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. 1.3.1. 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 1.3.1.1. 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


2003 7

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: 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.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.

TEKN

8

a)

e. MetodMetoda esitjen e mikroskoçelikut.P Ç Ç Çgjysëmsf 1.3.1.2.P Provat maftësive tjashtme. Në bazë t a) b)a.Provatforcës nënjohura mNë provaprovat e f

NIKA E MAT

Fig.1-P

da e ashklave ashklave tyre nëpër

op të zmad.sh:

Çeliku i pastÇeliku me krÇeliku me ferave të zbr

PROVAT M

mekanike krtë deformim

të veprimit )Prova mek)prova mekt mekanikeë materialin me rritje graat statike hyfortësisë sip

TERIALEVE

b) Pamja dhe rr

ve përbëhet nësitë me im

dhimit të v

tër karbonikrom ka ashkmolibden razëta.

MEKANIKE

ryhen me qmit të tyre, s

të forcave, kanike me vekanike me vee me veprim provues, aaduale të foryjnë: provapas: Brinelit

E

c) ruga e shkënd

ë mbledhjenmtësi 1600 vogël dhe s

k ka ashklat klat e rrumbdhe me p

E

qëllim të psi dhe mëny

provat mekeprim statikeprim dinamm statik tështuqë e tërrcës në njës

a në tërheqjt, Vikersit, R

2003

diave të çeliq

n e ashklavvrima në

sipas ngjyr

me ngjyrë tbullakta me ërmbajtje t

ërcaktimit yrat në të cil

kanike ndahk të forcës dmik të forcëforcës- jan

rë prova krysi të kohës).e, prova nëRokwellit.

d) qeve me përb

ve të gdhen1 cm2. As

rës dhe for

të errët me ngjyrë të hitë lartë të

të vetive mlat materiali

en në: dhe ës në ato provayhet për ko. ë shtypje, p

bërje të ndry

ndura nga mshklat e siturmës së as

sipërfaqe tëirtë.

karbonit

mekanike tëi iu rrezisto

a të cilat kryhë të caktua

rova në lak

e) yshme

metalet në retura të tillashklës përca

ë rrafshët.

ka ashklat

ë metaleve on veprimev

yhen me vear (rreth 2 m

kim, prova

Fatmir Çerk

etifika dhe a shiqohen aktohet lloj

në formë

dhe legurave të forcave

prim të qetëmin në raste

në përdredh

kini

.

me me ji i

ë të

ave, e të

ë të e të

hje,


2003 9

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 përkulje f)prova në prerje

Fig.2-Paraqitja skematike për disa prova

1.3.1.2.a. PROVAT MEKANIKE ME VEPRIM STATIK TË FORCËS 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.3).


10 2003 .

Fig.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.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. Tab.1- Dimensionet e kampionëve standard

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 .

Lloji i kampionit

Seksioni tërthor Simboli i deformacioneve

rrethor katërkëndor Gjatësia matëse lo(mm)

Diametri do (mm)

Gjatësia matëse lo (mm)

Zgjatimi procentual %

Ngushtimi (kontrksioni) %

Normal 10 do= 200 20 ---- δ10 Ψ10 Normal i shkurtë

5 do = 100 20 ---- Δ5 Ψ5

Proporcional 10 do çfarëdo 11,3 √Ao δ10 Ψ10 Proporcional i shkurtë

5 do çfarëdo 5,65 √Ao δ5 Ψ5


2003 11

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.4).

Fig.4-Kampionet teknike

Ndërsa për provat e lamarinave standardi parasheh kampione speciale (fig.5).

Fig.5- Kampionet speciale për proven e lamarinave

Ndërsa në tab.2 janë dhënë dimensionet e këtij kampioni varësisht nga trashësia e llamarinës.


12 2003 .

Tab.2- Dimensionet e kampionëve katërkëndor Trashësia e lamarinës a (mm)

Vlera e l0 (mm) Vërejtje

për gjërësi

mmb 15

për gjërësi

mmb 20 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

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.5.1-Pamja në 3D e një kampioni për provën e lamarinave

Makinat për provën në tërheqje mund të jenë të konstruksioneve të ndryshme që funksionojnë: me dorë, mekanikisht ose me hidraulikë.


2003 13

Fig.6-Pamja e provës në tërheqje në një makinë këputëse

Fig.6.1-Makina universale hidraulike këputëse


14 2003 .

Makina universale hidraulike përveç për tërheqje shërben edhe për provën në lakim, në shtypje, gjithashtu edhe për matjen e fortësisë (fig,6.1).

Fig.6.2- 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.7.


2003 15

Fig.7- 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.


16 2003 .

Fig.8- 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. σM=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.7.dhe 8 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.9):

Fig.9- Diagramet F-Δl për disa metale


2003 17

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.10).

Fig.10-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% (σ0,2). 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 ):

0lll

--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:

011 lll

Raportin 0l

l -e quajmë zgjatim sfecifik

Nëse zgjatimi i tërë pjestohet me gjatësinë kampionit (lo) dhe shprehet në përqindje atëherë fitojmë :

1000

1

l

l % -zgjatimi procentual

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.11).

Fig.11- Shenimi i gjatësisë nominale të kampionit para provës


18 2003 .

gjatësia e tërë l1 matet me nonius pasi të jenë bashkuar pjesët e kampionit të këputur, kur këputja është bërë kah mesi .

Fig.11.1- 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.12).

Fig.12-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.12) 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:


2003 19

2

'''1

ddd

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):

1000

10

A

AA %

4

20

0

dA

-sipërfaqja e prerjes tërthore të kampionit para këputjes

4

21

1

dA

-sipërfaqja e prerjes tërthore në vendin e këputjes

Fig.12.1- Kampioni para provës në tërheqje dhe pas provës

Në rast se do të ishte kampioni me seksion tërthor katërkëndor, sipërfaqja e përafërt e prerjes tërthore do të llogaritej sipas fig.13:

111 baA

bb1

a1 a

Fig.13- Prerja tërthore e kampionit me seksion katërkëndor


20 2003 .

Përcaktimi i modulit të elasticitetit Modul i elasticitetit quhet koeficienti i proporcionalitetit (sipas ligjit të Hukut) në mes të sforcimit(σ) në zonën e elasticitetit dhe zgjatimit përkatës ε :

mesmes lA

lF

l

lA

F

E

0

0

0

0

Në fig.e mëposhtme është paraqitë rruga grafike e caktimit të modulit nëse kem diagramin F-Δl të materjalit:

tgE [N/mm2]

Fig.14- Përcaktimi në mënyrë grafike e modulit të elasticitetit

Praktikisht E caktohet duke bërë matjet precize të zgjatimeve momentale me anë të dy ekstenzometrave (fig.14.1).


2003 21

Fig.14.1-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

K

lllmes

2

'''

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:

21

212

EE

EEE

]/[ 2mmN


22 2003 .

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.15)

Fig.15 – 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.16-Kampionët e provuar në shtypje

Kështu në fig.17 deformacioni paraqitet nëpërmjet diagramit F-Δl (forca shtypëse-shkurtimi momental).

Fatmir

Nga prov-metalet (fig.18).

r Çerkini

Si edhe

hp

0A

1A

pm

pmF

va në shtypjqë tërhiqen

A

p

F

e te prova e

h

hh

%100

0

10

4

20d

s

4

21d

s

0A

Fpm

forca m

e dallojmë n mirë; gjat

1000

01 A

AA

Fig.17- Diagr

e tërheqjes d

shkurtim%

ho-la h1-la

-zgjër

sipërfaqja fi

sipërfaqja p

qëndrueshm

maksimale në

këto dukuritë shtypjes

%0

2003

rami: Forca-

do të kemi:

mi

artësia nomiartësia pas s

rimi

llestare e ka

pas shtypjes

mëria në sht

ë shtypje

i: nuk copëto

-shkurtimi mo

inale e kampshtypjes

ampionit

typje,

ohen por ve

TEK

omental

pionit

etëm petëzo

KNIKA E MA

ohen p.sh. C

ATERIALEV

2

Cu, Pb, Al

VE

23

etj.


24 2003 .

Fig.18-Diagrami i provës në shtypje për bakër Fig.18.1-Varshmëria nga raporti h0/d0 e qëndr.në

shtypje

-gjithashtu qëndrueshmëria në shtypje varet shum nga raporti i kampionit ho/do (fig.18.1). 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.19.

Fig.19-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.20).


2003 25

Fig.19.1- Pamja e kampionit gjatë proves në lakim

Fig.20- 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.20.1-Prova e lakimit me një ngarkesë


26 2003 .

Përmasat e kampionit dhe paisjes për lakim sipas standardeve mund të jenë: Tab.3

Diametri i kampionit do

Gjatësia e kampionit lo

Mbështetësit Rrezja e cilindrit shtypës R

D1 l1 13 20 30 45

300 450 650

1000

20 30 50

Deri 60

260 400 600 900

10-15 25

deri 30

Qëndrueshmëria në lakim σfm përcaktohet duke u nisur nga momenti i lakimit, nga forca Ffm:

W

Mm

m

ff ,

41lF

M m

m

ff

][ mmN

32

30d

W

][ 3mm - momenti rezistues i prerjes tërthore të kampionit

W

lFm

m

ff 4

1 ]/[ 2mmN -qëndrueshmëria në lakim

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 (σ0,2). 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.21), me dimensione : do=10 mm, lo=100 mm.

Fig.21-Kampioni përprovën në përdredhje

Fatmir

Kokat muKampionpërdredhjnofullën

Gjatë përtë caktuaNën ndikFija AB ëNë zonën

ku: l (mm)-d do (Ngarkim përdredhjshpërnda

r Çerkini

und ti ketë cni shtërngohjen e fijeverrotulluese

rdredhjes prara. kimin e momështë rrotulln e deformim

20d

distanca në m(mm)-diame

më të maje zvoglohe

arja e tension

cilindrike aphet në nofue. Njëri ska(fig.22).

rerjet tërtho

mentit të torluar për kënmeve elastik

20

l

mes dy reaketri i kampioadh kanë fijet dhe në neve në për

po katërkënllat e makinaj është i l

Fig.22-Sk

re nuk e nd

rzionit Mt vndin γ në poke këndi i rr

ksioneve onit jet e jashtmmes është

rdredhje për

2003

ndore, varësnës dhe ngalidhur për n

kema e prove

ryshojnë fo

ie deri te rroozitën AB´.rotullimit ψ

me, ndërsa i barabart

rgjatë seksio

sisht prej noarkohet menofullën e

es në përdred

ormën, por n

otullimi i no

ψ mund të llo

duke shkume zero(ak

onit tërthor.

TEK

ofullave të m momentin palëvizshm

dhje

njëra me tjet

ofullës së lë

ogaritet sipa

uar nga mesksi neutral).

KNIKA E MA

makinës. rrotullues

me, ndërsa s

trën rrotullo

ëvizshme pë

as formulës

si i seksion). Në fig.2

ATERIALEV

2

i cili shkakskaji tjetër

ohen për kën

ër këndin ψ

s:

nit tensioni 3 është dh

VE

27

kton për

nde

.

në hënë


28 2003 .

Fig.23-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.24 është treguar një diagram M-ψ për çelik të butë.

Fig.24-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. Prova në prerje Bëhet në makina universale, kampioni zakonisht nuk merret me diametër më të madh se 25mm. Sipas skemës në fig.25, 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


2003 29

në prerje (fig 25): 20

2

d

Fms

]/[ 2mmN

Fig,25-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.25.1-Veprimi i forcave prerëse në bulona


30 2003 .

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. 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.26).

Fig.26-Skema e provës sipas Brinellit

Kështu që, fortësia sipas Brinelit mund të jepet sipas formulës.

A

FHB


2003 31

2

22/

2mmN

dDDD

F

Dh

FHB

2

2222/

204,0102,02mmkp

dDDD

F

dDDD

FHB

Meqenëse gjurma nuk ka formë të rregullt, masim dy diametra normal me njëri tjetrin d´dhe d´´. Prej këtyre gjendet diametri mesatar d:

2

ddd

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:

3321 HBHBHB

HB

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. 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.27).


32 2003 .

Fig.27-Maja e piramidës prej diamanti Fig.28-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.28). 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:

2

''' ddd

][mm

Në bazë të kësaj diagonaleje llogaritet sipërfaqja e gjurmës A (pjesa e piramidës që ka depërtu në material):

8544,168sin2

2sin2

222 dddA

][ 2mm

Fortësia sipas Vikersit është:

22

8544,12sin2

d

F

d

F

A

FHV

]/[ 2mmN

Gjithashtu edhe këtu bëhen më së paku tri matje të fortësisë në pozita të ndryshme HV1,HV2 , HV3, dhe merret mesatarja e tyre:

3

321 HVHVHVHV


2003 33

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.29) dhe në tab.4.

Fig.29-Matja e fortësisë sipas Rokwelit Tab.4-Paraqitja skematike e fazave të provës


34 2003 .

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

1 varësisht nga tipi i shkallëzimit);

- 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 F1;

- 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:

Fig.29.1- 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.


2003 35

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.29.1 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’’.

Fig.29.2- 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.


36 2003 .

1.3.1.2.b. PROVAT MEKANIKE ME VEPRIM DINAMIK TË FORCËS 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.30. 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.30 –Aparati për matjen e fortësisë sipas Poldit

Fig.31-Principi i caktimit të fortësisë Fig.32-Kompleti i aparaturës së Poldit


2003 37

Në fig.30 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:

22

22

M

E

dDD

dDD

HB

HP

prej nga fortësia sipas Poldit

del: 22

22

m

E

dDD

dDDHBHP

]/[ 2mmN

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 proves 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 proves

- 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.


38 2003 .

Prova e fortësisë sipas Shorit dhe Lesenit 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.33)

Fig.33 –Skema dhe pamja e aparatit për matjen e fortësisë sipas Shorit


2003 39

Fig. 34-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. 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.


40 2003 .

Fig.35- Raporti i fortësisë sipas Shorit dhe fortësisë sipas Vikersit

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.36) dhe quhet duroskop.

Fig.36 –Matja e foretësisë sipas Lesenit


2003 41

Fig.36.1- 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. 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.37).


42 2003 .

Fig.37-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:

)cos1(20 11 GRhG GR1cos1

20

prej nga del se:

A1cos1

20

12 coscos ][daNm NmJ 11

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 43

)/( 2cmdaJS

A

270)310(10 mmS 27,0 cmS

D.m.th. kampioni për këtë provë sipas standardit gjerman DIN 50115 merret me madhësi mm551010 , me një prerje në mes dhe të dhënat tjera si në (fig.38).

Fig.38 –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

b a R α mm mm mm °

ISO-V ISO-U DVM DVMF

10 8 0,25 45 10 5 1 0 10 7 1 0 8 6 4 0


44 2003 .

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. -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.39 është paraqitë ndikimi i ndryshimit të temperaturës në zgjatimin relativ për disa metale.

[%]

Fig.39-Ndikimi i ndryshimit të temperaturës në zgjatimin relative për disa metale


2003 45

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.40). 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.40-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


46 2003 .

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. -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. 1.3.1.3.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. 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.41).


2003 47

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.41-Prova në kuposje

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.42). Prova e lakimit të shumfisht mund të bëhet deri në këputjen e plotë të kampionit, ose deri në një numër të caktuar të lakimeve. 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.

TEKN

48

do=0,2-0do=0,7-8 gjatësi

Prova në Si provë përpunimPër provëtë posaçmSipas stanparaqet trSkajet e k

Varësisht për a për aCilindri cilindrav

NIKA E MAT

0,7 8 ia e telit L

ë lakim

teknologjikmit në tempeën në lakimme edhe formndardit për rashësinë e kampionit d

t nga trashë12a R=

12 R=shtypës mee mbështetë

TERIALEVE

R=1,25 R=2,5-2

L=150mm

ke shërben peraturë të dh

m kampioni ma tjera. seksion katkampionit d

duhet lëmua

ësia a merr=25

=50 erret me diaës D+ a2 +

E

5-1,75 20

Fig.42- Pr

për të verifhomës 20°mund të ke

tërkëndësh dhe merret ar që të kenë

ret edhe rrez

ameter më+ R2 (fig.4

2003

h=25-50 h=50-75

rova në lakim

fikuar aftësi 5°C. etë prerje të

gjatësia e kzakonisht ë rreze rrum

zja e cilindr

të vogël s43).

me të shumfis

inë e materi

ërthore rreth

kampionit du.30mma

mbullaksimi

rave mbësh

e cilindrat

shta

ialit që të la

hore, katrore

uhet të jetë: ar 1,0 .

htetës R:

mbështetës

akohet pa u

e, katërkënd

: aL 15

s D. Distan

Fatmir Çerk

u dëmtuar gj

dore e në ra

mm50 , ku

nca në mes

kini

.

jatë

aste

a -

dy


2003 49

Fig.43-Dimensionimi i proves 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.44).

Fig.44-Skema e proves pasi që nuk arrihet çarja ndërmjet dy mbështetësve

Ose heqet edhe copa dhe veprohet deri sa të takohen dy skajet. 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.

Fig.45- Skema e proves në petëzim


50 2003 .

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.46). Rezultati i provës zakonisht tregohet me anë të grafikut ku në ordinatë vehet Δh1 ose Δh2 e në abshisë rritja e forcës.

Fig.46- Paraqitja e konstantës së sustës në grafik

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. 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-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.47).


2003 51

30

40

50

60

70

80

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 %C

Fort

ësi

a,H

RC

% MARTENSIT99,9%96,0%90,0%60,0%50,0%

zona e pakalitur

Zona e kalitur Zona e kalitur

Diametri i detalit

Fort

ësi

a

50 HRC

10

20

Fig.47-Përcaktimi i kalitshmërisë sipas metodës së Grosmanit

Në fig.48 janë paraqitë lakoret e fortësisë për disa profile të çelikta: 75,50,36,30 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.

Fig.48- Lakoret e fortësisë për disa profile të çelikta pas kalitjes


52 2003 .

Metoda e Xhominit (Jominy) 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.49)

97

±0

,5

10

0±

0,5

ø25± 0,5

ø32± 0,5

10

3±

0,1

97

±0

,5

ø25± 0,5

ø26ø38± 0,5

6±

0,1

Fig.49 –Kampioni për kalitje me dimensione Fig.50-Kampioni kur nuk ka material të

mjaftueshëm

Nëse nuk kem material të mjaftueshëm për kokën mbështetëse, atëherë kampioni punohet si në fig.50 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.51).

Fig.51—Mikrokampioni për proven në kalitje


2003 53

Për provën e çeliqeve me kalitshmëri të dobët përdoren kampionët si në fig.52.

Ø2

5

10097

Ø2

0

Ø1

2,5

25

Ø3

2

Fig.52- 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.53).

1014

Ø2

5,5

Fig.53-Futrolla prej materialit zjarrdurues për kalitje

Temperatura e kalitjes së çelikut varet nga lloji dhe përbërja kimike, veçmas nga përbërja e C (tab.6). Tabela 6-Temperaturate kalitjes së çeliqeve, varësisht nga përqindja e karbonit LLOJET E ÇELIQEVE Përbërja e

karbonit[%] Temperatura e kalitjes [°C]

Çeliqet karbonik dhe çeliqet e lidhur me mangan, molibden, krom, krom-molibden, krom-nikël dhe nikël-molibden

deri 0,25 0,26-0,36 0,37-0,55 0,56-0,90

900 870 840 820

Çeliqet e lidhur me silicium,mangan-silicium,krom-mangan-silicium, krom-vanadium,etj.

0,15-0,24 0,25-0,44 0,45-0,65

900 880 870

Çeliqet me krom-mangan-titan dhe krom-mangan-molibden deri 0,25 900 Çeliqet me nikël,krom-nikël, krom-mangan-nikël-molibden, krom-nikël (1,25%Ni dhe 2%Cr)

deri 0,25 840


54 2003 .

Pas nxemjes në temperaturën e kalitjes, kampioni brenda 5sec.bartet nga furra në paisjen për ftohje ballore ku ftohet 10 minuta në temperaturë të ujit 10 deri 25°C. Paisja për ftohje është treguar në fig.54.

Fig.54- Paisja për ftohje ballore të kampionit gjatë provës në kalitshmëri

Lartësia e shtyllës së ujit duhet të arrijë h=65 5 mm (fig.55). Kampioni vendoset si në (fig.56) vërtikalisht në distancë nga qepi për 12,5 mm, diametri i qepit duhet të jetë d=12,1 mm.

65

±5

12

,5±

19

7±

0,5

Fig.55-Lartësia e shtyllës së ujit Fig.56- Lartësia e ballit të kampionit nga qepi

Pas përfundimit të ftohjes kampioni duhet të retifikohet në dy anë të kundërta përgjatë tërë gjatësisë në trashësi 0,4 mm. Njëra sipërfaqe shërben për me vendosë në tavolinë, tjetra për matjen e fortësisë në aparatin e Rokwellit ose të Vickersit (fig.57).


2003 55

8x2 ...x 40,4

balli i kampionit

Fig.57- Matja e fortësisë së kampionit pas kalitjes

Rezultatet e fituara të fortësisë shenohen në një tabelë dhe pastaj për çdo vend matje vendosim vlerën e fortësisë HRC në diagram (fig.58).

10

Largësia nga balli i kampionit (mm)l50 1510 402520 3530 5045 6055 65

30

25

20

15

HR

C

50

45

40

35

65

60

55 900

400

300

200

100

HV

800

700

600

500

1000

Fig.58- Përcaktimi i thellësisë së kalitjes nëpërmjet diagramit

Duke e tërhequr paralelen me abshisën nga 50 HRC deri në lakore, gjejmë thellësinë e shtresës së kalitur l që paraqet aftësinë e çelikut për t´u kalitur.


56 2003 .

Prova e përpunueshmërisë në prerje Metoda e shpimit Materiali që provohet vehet në tavolinën e makinës shpuese dhe me anë të puntos shpohet. Në të njejtën mënyrë është shpuar edhe materiali-etalon dhe është caktuar thellësia LE që puntoja depërton në etalon për 100 rrotullime. Kështu tani krahasojmë thellësinë e shpuarjes në materialin provues LM me ate të etalonit, prej nga fitojmë përpunueshmërinë relative (aftësinë në shpuarje) fig.59.

Fig.59- Skema e provës teknologjike të shpimit

Metoda e dy thikave Në makinën tornuese i vejmë dy thika prerëse të materialeve të ndryshme p.sh. nga çeliku shpejtprerës dhe lidhja e fortë (fig.60). Të dy këto thika janë të izoluara dhe kanë dimension dhe gjeometri të njejtë të tehut. Nga materiali që provohet hiqet ashkla me seksion të njejtë prej të dy thikave. Kur ato të lidhen në mes vedi me përques dhe galvanometër, do të paraqitet një forcë elektromotore që rrjedh nga materialet e ndryshme të thikave. Kjo forcë elektromotore është proporcionale me temperaturën që lind gjatë prerjes. Kështu duke i krahasuar shpejtësitë e prerjes të disa materialeve në temperaturë të njejtë, do të shohim sa është përpunueshmëria e tyre në prerje me thikë.

G

Fig.60-Skema e proves teknologjike në prerje me thikë


2003 57

Prova e litarëve të çelikut Litarët e çelikut kanë përdorim të gjërë në vende ku drejtëpërdrejtë është e rrezikuar jeta e njeriut ( si në ashensorë, vinça në objekte ndërtimore, në anije, në repartet e uzinave e gjetiu). Për këtë arsye litarët e këtillë duhet të provohen para vënjes në përdorim dhe atë në mënyra të ndryshme. Një nga provat është të ngrehurit e tij. Sepse nëse litari nuk është i ngrehur mirë, atëherë mund të dalë prej rrotave udhëzuese ose kur është i ngrehur për së tepërmi, atëherë shkaktohen sforcime të brendshme që e dëmtojnë gërshetimin e tij. Të ngrehurit e litarit është në disa mënyra: (fig.61 dhe fig.62).

Fig.61- Prova në ngrehje e litarëve të çelikut

Sipas fig.62 të ngrehurit e litarit provohet duke e ngarkuar litarin në mes detaleve udhëzuese me forcë

10N. Spostimi f nuk guxon të jetë më i madh se 200/1 e gjatësisë l .

f= 1/200 l

l / 2

F= 10 N

Fig.62- Prova e litarëve në përkulje


58 2003 .

1.3.2. PROVAT PA SHKATËRRIMIN E KAMPIONIT PROVAT PËR ZBULIMIN E DEFEKTEVE NË MATERIAL Sot, prodhimtaria, e në raste të caktuara edhe eksploatimi (i shum konstruksioneve të rëndësishme), nuk mund të mendohen pa përdorimin e provave pa shkatrrim. Këto prova mundësojnë hulumtimin e pjesëve të gatshme të makinave dhe konstruksioneve pa u shkatrruar materiali. Meqenëse qëllimi kryesor i hulumtimit të materialeve me metodat pa shkatrrim është zbulimi gabimeve, gjegjësisht defekteve, këto prova quhen prova defektoskopike. Si gabime në material, në përgjithësi definohen të gjitha johomogjenitetet e strukturës në materiale. Ndërsa, me metodat defektoskopike zbulohen kryesisht mikro dhe makrodefektet në formë të poreve gazore, përbërjet jometalike (zgjyra), çarjet dhe gabimet tjera në material. Ekzistojnë shum metoda për zbulimin e defekteve: -provat me rreze të rentgenit -provat me rreze gama -provat me ultrazë -provat me magnete -provat fluoroscente -provat vizuele -provat metalografike Provat me rreze-x dhe rreze-γ quhen edhe prova radiografike. Provat me rreze të Rendgenit

Rrezet e Rendgenit (ose rrezet-x) janë valë elektromagnetike me gjatësi valore 7105 deri në

mm71001,0 dhe me frekuencë 15105 deri në Hz21105 .

Si burim i rrezeve të rendgenit shfrytëzohet gypi i rendgenit (fig.63).


2003 59

3 2

4

8

9

10

65

7

1

220 V

12

11

Fig.63-Skema e provës me rreze të Rendgenit

1.Katoda ndriçuese, 2.Anoda prej bakri, 3.Paisja për ftohje, 4.Pllaka prej volframi apo molibdeni, 5.Gypi i rendgenit, 6.Burimi i rrymës elektrike, 7.Trafoja e tensionit të lartë, 8.Pllaka me vrimë për orientimin e

rrezeve, 9.Materiali që provohet, 10.Pllaka fotografike, 11.Pasqyra, 12.Vështruesi

Gypi i rendgenit përbëhet prej katodës dhe anodës, të cilat janë të vendosura në balonin prej qelqi, në të cilin ka vakum të lartë. Katoda është e punuar nga spiralja e volframit, ndërsa anoda është një pllakë prej ndonjë metali të vendosur në mbajtësin prej bakri me qëllim të përcjelljes më të mirë të nxehtësisë. Katoda, nën veprimin e rrymës elektrike me tension të lartë, nxehet dhe emiton elektrone me energji të vogël. Këto elektrone përshpejtohen në fushën elektrike në mes të katodës dhe anodës dhe me shpejtësi të madhe (50-90% të shpejtësisë së dritës), gjegjësisht me energji të madhe kinetike godasin në anodë. Një pjesë e kësaj energjie shndërrohet në tufë elektromagnetike, të quajtura rreze x ose të rendgenit. Me anë të kësaj metode duke shfrytëzuar efektin e rrezeve të Rendgenit për të kaluar nëpër materiale, zbulojmë defektet në detalet e fituara me derdhje, petëzim si dhe te lidhjet e salduara dhe te lamarinat për kontrollin e trashësisë.


60 2003 .

Rrezet x që dalin nga gypi kanë veti që të thyhen dhe të dëbohen në kristale, kështuqë me to mund të zbulohen edhe gabimet në mes kristaleve (gabimet interkristalore). Prodhimi i rrezeve x bëhet në aparatin e Rëndgenit, ku gypi i Kuligjit ndodhet në tension 80 deri 300kV (ndonjëherë edhe deri 600kV). Fuqia depërtuese e këtyre rrezeve është: gjatë 80 kV------40mm Al gjatë 110 kV-----100mm Al gjatë 200 kV-----60mm Fe gjatë 230 kV-----60mm Cu Rrezet që kalojnë nëpër material po hasën në zbrazëtira, do të kalojnë më lehtë dhe në pllakën fotografike do të shihen si vende më të ndriçuara. Një pjesë e rrezeve absorbohet varësisht nga homogjeniteti, trashësia dhe lloji i materialit. Mbrojtja nga rrezet e Rendgenit Rendgeni, gjegjësisht rrezet-X, si ato primare ashtu edhe ato sekondare (të dëbuara) ndikojnë dëmshëm në organizmin e njeriut. Përdoruesit e aparatit të Rendgenit duhet patjetër mirë të jenë të mbrojtur nga ndikimi i atyre rrezeve. Doza e rrezatimit, të cilës i ekspozohet organizmi i njeriut nuk duhet të kalojë 10 μr/sek (10 mikrorendgen në sekondë), ose gjatë punës katërorëshe organizmi nuk guxon brenda muajit të rrezatohet më shumë se 4 r. Në tabelën më poshtë janë dhënë trashësitë minimale të lamarinave të plumbit të cilat duhet të përdoren si mbrojtëse nga rrezet e rendgenit. Tabela 7- Trashësitë minimale të lamarinave të plumbit për mbrojtje nga rrezet e rentgenit Tensioni në gypin e Rendg. deri ( kV )

Trashësia e lamarinës në (mm)

Tensioni në gyp. e Rendg. deri ( kV )

Trashësia e lamarinës në (mm)

75 1 250 6 100 1,6 300 9 125 2 350 12 150 2,5 400 15 170 3 400 35 200 4 600 --

Provat me rreze γ (gama)

Edhe rrezet γ janë valë elektromagnetike, por me gjatësi valore më të vogël prej 7102,0 deri 710001,0 dhe frekuencë 18105 deri 24105 Hz. Janë më të forta se rrezet e rendgenit, kështuqë

depërtojnë më thellë në material, si dhe janë më të përshtatshme për punë. Me këto rreze mund të provohen materiale të trashë deri në 250 mm. Gjithashtu edhe këtu figura e gabimit mbetet në pllakën fotografike.


2003 61

Burimi i rrezatimit me rreze gama vihet në mes, ndërsa detalet që provohen, rreth tij. Pas secilit detal vihet filmi. Rrezet γ i fitojmë nga radiumi, e në kohën e fundit kryesisht nga izotopet e kobaltit Co60, iridiumit, etj. Çdo atom përbëhet prej bërthamës të elektrizuar pozitivisht dhe elektroneve që rrotullohen rreth saj nëpër trajektoret e veta të caktuara. Bërthama është e përbërë nga protonet dhe neutronet. Elektronet dhe protonet janë grimca të elektrizuara, me sasi të njejtë të elektricitetit por me shenjë të kundërt. Neutronet për nga elektriciteti janë neutrale. Protonet dhe neutronet kanë përafërsisht masë të njejtë dhe dimensione të njejta, ndërsa elektronet masë shum më të vogël (rreth 1800 herë më të vogël). Atomet të cilat në bërthamë kanë numër të njejtë të protoneve por numër të ndryshëm të neutroneve, quhen izotope të atij elementi. Për një numër të caktuar të neutroneve ekziston ekuilibri në mes forcave nukleare dhe elektrostatike në bërthamë-bërthama stabile. Nëse bërthama ka më shum apo më pak neutrone, atëherë ajo është jostabile dhe shpërbëhet (coptohet) gjithnjë deri sa të mos bëhet stabile. Kjo dukuri quhet izotop radioaktiv. Në vazhdim të shpërbërjes së tij lirohet tepricë e energjisë gjithnjë deri sa të mos bëhet stabile, gjatë së cilës lajmërohet rrezatimi nuklear. Provat me ultrazë (ultratingull) Ultratingulli është dridhje mekanike me frekuencë mbi 20 kHz. Për dallim nga tingulli i zakonshëm që ka frekuencë 2·102 deri 2·104Hz dhe mund të dëgjohet me vesh, ultratingulli nuk mund të dëgjohet sepse ka frekuencë të madhe prej 2·104deri 10·1010Hz. Ultratingulli fitohet në mënyra të ndryshme. Më së tepërmi përdoret efekti piezoelektrik i kuarcit, d.t.th. deformimi i tij nën ndikimin e fushës elektrike. Kështu nëse në kristalin e kuarcit ndikon rryma elektrike alternative ai bymehet dhe tkurret me frekuencë të njejtë me ate të tensionit të rrymës elektrike. Në këtë mënyrë fitohet dridhja mekanike që quhet ultratingull. Ultratingulli përcillet në materialin provues duke e mbështetur mirë kristalin e kuarcit në sipërfaqen e tij. Ultratingulli depërton mirë nëpër material. Nëse është intenziteti i fortë depërton deri në anën tjetër dhe kthehet. Kështu përcaktohet trashësia e materialit (fig.64). Gabimet që janë paralel me vijat e ultrazërit nuk mund të zbulohen me kokë normale por me kokë të pjerrët. Gjithashtu në tegelet e salduara koka normale nuk mund të vendoset mbi tegel, kështuqë përdoret koka e pjerrët që vendoset anash tegelit dhe zbulon gabimin në tegel si në fig.65.

Fig.64-Zbulimi i defekteve me ultrazë


62 2003 .

Fig.65-Përdorimi i kokës së pjerrët te tegelet e salduara 1.Materiali, 2.Ultrazëri, 3.Gabimi

Edhe pengesat më të imëta në material me përmasa deri 10-3 mm për ultratingullin janë pengesa të pakalueshme. Në këtë mënyrë zbulohen defektet në detale me trashësi prej 0,5-300 mm. Me ultrazë mund të zbulohen defekte edhe në detale me trashësi më të mëdha, sepse depërtimi i ultrazërit mund të bëhet edhe deri në thellësitë 8-10 m. Provat me magnete Kjo provë përdoret te detalet që mund të magnetizohen (giza e hirtë, çeliku). Detali që provohet pastrohet mirë dhe vendoset në mes poleve të elektromagnetit nëpër mbështjellat e të cilit kalon rryma e vijueshme njëkahore (fig.66).

Fig.66-Skema e proves me magnete

Në mes poleve, nëpër material, kalojnë vijat magnetike, reprezente të fushës magnetike. Ato po të hasin në defekt shmangen nga rruga e rregullt, kështuqë nëse hedhim pluhurin feromagnetik në sipërfaqen e materialit, ai do të mblidhet në vendin e defektit dhe në këtë mënyrë zbulon vendin dhe formën e defektit. Meqenëse plasaritjet paralele me vijat e fushës magnetike vështirë hetohen, atëherë detali duhet të provohet në më shumë anë.


2003 63

Pluhuri feromagnetik (ferooksidi) tretet në yndyrë, naftë ose alkohol dhe në atë formë hudhet mbi materialin provues. Gjithashtu shumherë përdoren edhe përzierje magnetike me ngjyra dhe përzierje fluoroscente magnetike, grimcat e shndritshme të të cilave lehtësojnë zbulimin e gabimeve edhe në pozicione të papërshtatshme. Provat fluoroscentike Me anën e kësaj metode zbulohen gabimet në sipërfaqen e materialit. Sipërfaqen që e provojmë më parë duhet ta pastrojmë mirë, pastaj e lyejmë me krypëra fluoroscente me ngjyra të ndryshme. Pas fshierjes me leckë të terur, sipërfaqja e tillë shiqohet duke e ndriçuar me rreze ultravjollce të filtruara në gjatësi valore 3600 A° (Angstrema). Aty shihen qartë gabimet apo përpunimi ose gjendja e sipërfaqes e cila krahasohet me një sipërfaqe etaloni. Njëkohësisht mund të bëhet edhe fotografimi i saj, mirëpo për këte duhet të përdoret ngjyra e kaltër. Për shiqim përdoret ngjyra e verdhë e kryprave. Vërejmë se këto prova veçohen nga të mëparshmet, sepse na i zbulojnë edhe defektet që ato nuk kanë mundësi ti zbulojnë. PROVAT METALOGRAFIKE Ndërtimi i brendshëm i materialeve dhe struktura e tyre luajnë rol të rëndësishëm në vetitë e përgjithshme të materialeve. Me njohjen e strukturës së një materiali, ne disponojmë njohuri të plota për ta përdorur atë. Prandaj, provat metalografike, që bëhen duke filluar me sy, mikroskop të ndryshëm dhe metaloskop elektronik, janë shum të përhapura. Në kohë të fundit me anë të këtyre provave janë duke u analizua edhe thyerjet (fraksionet) e detaleve të ndryshme makinerike gjatë punës. Me ndihmën e metaloskopëve mund të vërehen ndryshimet në kampion dhe të shikohen pjesë të cilat me syrin e lirë nuk mund të dallohen. Fotografia e pastër për shikim fitohet vetëm nëse kampioni përkatës është mirë i përpunuar në sipërfaqe dhe nëse bëhet rritja 50 deri në 2000 herë. Me anë të provave metalografike mund të caktohen: madhësia, forma dhe shpërndarja e kokërrzave të kristaleve, homogjeniteti i strukturës, mardhënja e komponenteve strukturale, madhësia dhe forma e mbeturinave, si dhe deformimi i kokërrzave gjatë përpunimit. Pastaj mund të vërehet lajmërimi i korrozionit, oksidimi sipërfaqësor. Gjithashtu provat metalografike kanë rëndësi të veçantë për hulumtimin e kualitetit të pjesëve të përpunuara termikisht. Mikroskopi metalografik Mikroskopi për provat e metaleve ndryshon nga mikroskopi i cili përdoret në mjekësi, biologji dhe lëmi tjera. Me anë të mikroskopit shikohet sipërfaqja e përgaditur e kampionit. Pjesët kryesore të mikroskopit metalografik janë: -burimi i dritës


64 2003 .

-pjesa optike me ocular dhe objektiv dhe -mbështetësi i kampionit (fig.67).

Fig.67- Skema e mbështetjes së kampionit për shiqim me metaloskop

Prova duhet të fillojë me një rritje më të vogël të mikroskopit, e pastaj kalohet në rritje më të madhe. Rritja fitohet me shumëzimin e rritjes së objektivit dhe rritjes së okularit. Mikroskopët metalografik janë të paisur edhe me aparaturën për fotografimin e strukturës së kampionit dhe me rrjetën krahasuese e cila përdoret për përcaktimin e madhësisë së kokërrzave të kampionit. Skema e një mikroskopi metalografik është paraqitë në fig.68.

Fatmir

1-Zhd

r Çerkini

dukja e vrazh

dësive, 2-obj

Fig.68-

Fig.69-Mikjektivët e ndr

2003

- Skema e një

kroskop i thjryshëm, 3-ve

ë metaloskop

jesht endi i vendosj

TEK

pi

sjes së kampi

KNIKA E MA

ionit, 4-pasqy

ATERIALEV

6

yra

VE

65


66 2003 .

Fig.70 -Mikroskopi optik 1-okulari, 2-objektivët e ndryshëm, 3-paisja për përcjelljen e fotos së objektit në okular , 4- vend vendosja

e objektit, 5-orijentuesi i rrezeve të dritës në objekt, 6-pasqyra

Kampioni Për shikimin ose fotografimin e sipërfaqes që e analizojmë duhet bëhet një pregaditje paraprake mekanike dhe kimike. Pregaditja fillon duke e marrë një pjesë nga materiali të cilin e analizojmë. Kjo bëhet duke e prerë në torno, frez apo zdrukth. Gjatë pregaditjes është me rëndësi që të ruhet struktura e materialit bazë, duke bërë ftohjen intenzive. Pastaj sipërfaqja retifikohet me gurë zmerill me imtësi të ndryshme dhe me rrotullim të bushtit kryesor 200 deri 2000 rr/min, ashtuqë që temperatura e kampionit të mos rritet më shum se 100°C. Në pregaditjen mekanike bënë pjesë lëmimi dhe polirimi me anë të vajrave speciale e pastaj pastrimi me ujë të destiluar dhe alkohol duke e lënë që të teret mirë. Pregaditja kimike vazhdon me gërryerjen kimike me anë të reagjensave siq janë: tretjet e acideve, kryprave etj. Tretja e tyre bëhet në ujë, alkohol, glicerinë etj. Kështu sipërfaqja e pregaditur, e cila e ka humbur shkëlqimit metalik dhe ka formë të relieft mund të shikohet dhe të fotografohet.


2003 67

Albumet krahasuese Për përcaktimin e strukturës së materialit bazë i cili provohet, nevoitet që të përdoren albumet krahasuese të strukturave të ndryshme të materialeve. Në bazë të fotografisë së fituar në mikroskop dhe fotografisë së ngjajshme në album mund të caktohet struktura e përafërt e materialit, si dhe përbërja kimike e tij. Realizimi i provës -Kampioni vendoset në mbështetës të mikroskopit -Zgjidhet objektivi dhe okulari varësisht nga nevoja për zmadhim të strukturës së kampionit. -Vizatohet struktura e përafërt e kampionit ose fotografohet, dhe -Caktohet struktura e kampionit duke bërë krahasimin me strukturën e ngjajshme nga albumi.


68 2003 .

KAPITULLI II 2.0. KRISTALOGRAFIA NDËRTIMI I BRENDSHËM I METALEVE Me zbulimin e rrezeve të Rendgenit (1895), gjegjësisht me fillimin e përdorimit të tyre për studimin e ndërtimit të metaleve (1912), është vërtetuar se vetitë e metaleve dhe materialeve tjerë nuk varen vetëm nga natyra e atomeve, por edhe nga mënyra e grupimit të tyre në hapsirë. Shpërndarja e atomeve te të gjitha materiet nuk është e njejtë. Disa materie kanë shpërndarje të rregullt të atomeve,ndërsa disa plotësisht të parregullt. STRUKTURA E METALEVE DHE LIDHJEVE METALIKE Varësisht nga mënyra e shpërndarjes së atomeve në hapsirë të gjithë trupat e ngurtë mund ti ndajmë në dy grupe: Trupa amorf –të cilët përbëhen nga atome të shpërndara pa ndonjë rregull në vëllimin e tyre ( çelqi, masat plastike, etj.). Mund të shkrihen disa herë duke mos ndryshuar vetitë e tyre. Kalojnë gradualisht në gjendje të lëngët dhe anasjelltas pa pasur një temperaturë të shkrirjes apo të ngurtësimit të caktuar, p.sh. çelqi shkrihet nga 500-1750°C. Trupa kristalor - të cilët përbëhen prej atomeve të vendosura sipas një rregulli në vëllimin e tyre (metalet, diamanti, etj). D.m.th. të gjitha metalet dhe lidhjet e tyre, kanë ndërtim kristalor. Nëse vështrojmë një pjesë metalike, shohim se ajo përbëhet nga një numër i madh i kristaleve (grimcave) që janë në mes vedi ngusht të lidhura (fig.71a). Nëse sipërfaqja e ndonjë pjese metalike polirohet, këto grimca mund të shiqohen me mikroskop të zmadhuar për 100X (fig.71b). Nëse kjo pjesë shiqohet me mikroskop që zmadhon 10 milion herë, mund të shihet se në çdo kristal atomet shpërndahen njësoj në rrjetën atomike (fig.71c). Nëse do të mund të bëhej zmadhimi (teorik) në 10 miliard herë, atëherë do të mund të shihej bërthama atomike me elektronet rreth saj (fig.71d).

a)copë metali b)kristalet e zmadhu- c)rrjeta atomike e zma- d)atomi i zmadhuar

ara 100 herë dhuara 10 milion herë 10 miliard herë Fig.71-Një copë metalike e zakonshme dhe e zmadhuar


2003 69

Në këtë mënyrë formohen rrjetat kristalore, nga forma e të cilave varen vetitë e metaleve. Atomet në këto rrjeta mbahen në mes vedi në distancë të caktuar me ndihmën e forcave tërheqëse. Nëse këto atome i mendojmë të bashkuara me via të drejta, ato do të formojnë figura të rregullta gjeometrike që quhen rrjeta kristalore. Shkenca e cila mirret me studimin e shpërndarjes së atomeve në kristale quhet kristalografi. Çdo rrjetë kristalore i ka karakteristikat e veta, e ato janë: parametri, dendësia e rrjetës dhe rrafshi kristalor. Parametri i rrjetës është distanca në mes të qendrave të dy atomeve fqinjë në një rrafsh kristalor. Njësia për matjen e parametrit është Angstremi (A°). 1 A°=10-7mm=10-8cm Me dendësi të rrjetës kuptojmë numrin e atomeve që i takojnë një qeluleje elementare kur ajo gjindet në tërësinë e një rrjeteje kristalore.

Fig.72-Numri koordinativ i atomeve është 12

Ndërsa rrafshet kristalore formohen nga renditja e rregullt e atomeve gjatë ngurtësimit (fig.73a dhe b).

a) b) c)

Fig.73 -Skema e rrjetës kristalore a)atomet në rrafshin kristalografik , b)shënimi i thjeshtësuar i atomeve, c)rrjeta hapsinore kristalore

Shpërndarja paralele e disa rrafsheve kristalore në hapsirë formon rrjetën kristalore hapsinore (fig.73c).


70 2003 .

Shumica e metaleve kristalizohet në katër lloje të rrjetave kristalore hapsinore, të cilat për nga simetria janë më të thjeshtat: kubike, heksagonale, tetragonale dhe romboidale (fig.74).

Fig.74-Format e rrjetave kristalore

Rrjetat kubike-varësisht nga vendosja e atomeve në rrjetë, mund të jenë: -Rrjeta kubike me centrim në qendër (fig.75) -Rrjeta kubike me centrim në faqe (fig.76)

Fig.75- Rrjeta kubike me centrim në qendër

Fig.76- Rrjeta kubike me centrim në faqe

Fatmir

Rrjeta krrjeta atokristalizoTab.8

M

Parame

Në këto rnë të cilmeshapsigjitha meÇdo këso

Rpikëprerj Tab.9

Parametr

Metalet qjanë mjaf Ç1/2 (fig.7

r Çerkini

kubike me omet janë tëohen metale

Metali

etri α (A°)

rrjeta atomelat mundet irë mundësoetalet që krio rrjete përm

81

Rrjeta kubie të diagona

Metali

ri a (A°)

që kristalizoft të forta në

Çdo këso rrje78).

koncentrimë shpërndaraet e dhëna në

αFe

2,87

F

et e kulmevme hy nd

on depërtimstalizohen s

mban vetëm

28

1 atom

ke me konaleve të faq

Cu

3.61 4

ohen sipas kë sipërfaqe. ete përmban

2

16

8

18

m në qenda nëpër kulmë tabelën 8.

αCr

2,88

Fig.77- Num

e nuk munddonjë atom min më të lesipas kësaj r

m dy atome t

me

centrim nëqeve të kubi

Ag Al

4,07 4,04

kësaj rrjete

n 4 atome të

42 atome

2003

ër (fig.77),me dhe një

V

3,01

mri i atomeve

d të takoheni jashtëm

ehtë të truparrjete janë tëtë plota, 1 at

ë faqe(fig.78t. Sipas kës

Au

4,07 4

, kanë veti

ë plota,gjegj

e

, lajmërohetnë pikëprer

Mo

3,14

e në një rrjetë

n në mes veme diame

ave të jashtë butë. tom në mes

8), i ka atomsaj rrjete kri

Pb γFe

4,94 3,65

të mira për

jësisht në 8

TEK

t shumë shprjen e diago

W

3,16

të k.c.q.

di, ashtuqë etër më të tëm në bren

s dhe nga 1/

met e shpërnstalizohen m

βCo

3,55

r përpunim

kulme nga

KNIKA E MA

peshë te monaleve. Sip

Ta

3,30

mbesin mevogël. Për

ndi të rrjeta

/8 në 8 kulm

ndara nëpërmetalet e dh

Ni

3,52

me deform

a 1/8 dhe në

ATERIALEV

7

etalet. Te kpas kësaj rrj

shapsira të rveq kësaj ve. Për këtë

me (fig.77).

r kulme dhehëna në tab.

mim plastik d

6 faqe n

VE

71

këto jete

lira kjo ë të

e në 9.

dhe

nga

TEKN

72

RTe rrjetatgjashtë k

D.m.th. kkjo rrjetëkulme ng

2

Metalet q

NIKA E MAT

Rrjetat hekst heksagona

këndore, si d

kjo rrjetë kaë është denga 1/6,në pre

6

16( baza

që kristalizo

TERIALEVE

F

sagonale ale atomet dhe tri atom

a tri rrafshe dur e mbuserje të diago

3)2

1

6

1 n

ohen sipas k

E

Fig.78- Num

shpërndaheme në mes ha

Fig79- Sk

që janë të mshur me atoonaleve të b

në rrafshin

kësaj rrjete n

2003

mri i atomeve

en nëpër kuapsirave të a

kema e rrjetë

mbushura mome, kështubazave nga

e II = 6 ato

nuk janë të p

e në një rrjet

ulme dhe nëatomeve të

ës heksagon

më së shumtu një rrjetej1/2, si dhe n

ome

përshtatshm

të k.c.f.

ë prerje të drrafshit të I

nale

ti me atomeje i takojnënë rrafshin

me për defor

diagonalevedhe të III, (

e (I,II,III). Gë 6 atome. e II 3 atom

rmacione pl

Fatmir Çerk

e të dy baz(fig.79).

Gjithashtu edNë baza, n

me (fig.79).

lastike.

kini

.

ave

dhe në 6

Fatmir

Sipas kësTab.10

M

Parame

Rrjetat t DKëto rrjerrjeta tetrdhe e kon Gforme kri Mteknologj

r Çerkini

saj rrjete kri

Metali

tri a (A°)

tetragonaleDisa metale keta paraqesinragonale kancentruar në

Gjithashtu diistalizohen

Me ndërrimijike.

istalizohen m

Be

) 2,27

e kristalizohen një prizëm

alon në rrjetë hapsirë siqisa metale kHg, Sb etj. in e formës

Fig.

Fig.8

metalet në t

Mg

3,20

en sipas rrjem katërfaqstë kubike. Kq është kallkristalizohe

s së rrjetave

81- Numri i

2003

80- Rrjeta he

tab.10.

Zn

2,66

etës tetragonsore të rreguKjo rrjetë maji (βSn).

en sipas rrje

e kristalore

atomeve të n

eksagonale

Cd

2,97

nale (fig.81)ullt me rapo

mund të jetë

etës kristalo

te metalet

një rrjete he

TEK

βCr

2,72

). ort c/a >1. e koncentru

ore në formë

ndërrojnë e

eksagonale

KNIKA E MA

r Co

2 2,51

Nëse ky rauar në sipër

ë romboida

edhe vetitë

ATERIALEV

7

o

1

aport është rfaqe (indiu

ale. Sipas kë

mekanike d

VE

73

=1, umi)

ësaj

dhe


74 2003 .

FORMIMI I KRISTALEVE Po të bëhej ngurtësimi i lirë i metaleve, gjatë kalimit prej gjendjes së shkrirë në gjendje të ngurtë, pa ndikimin e faktorëve të jashtëm, forma e kristaleve do të ishte çdoherë gjeometrikisht e rregullt. Mirëpo, pasi që në formimin e kristaleve ndikojnë faktorë të ndryshëm gjatë kristalizimit, kristalet nuk mund të marrin formë të jashtme të rregullt. Kështu, kristalet e formuara me formë të jashtme të parregullt quhen kristalite, ndërsa struktura e ndërtuar nga kristalitet quhet polikristalore. MATERIALET IZOTROP DHE ANIZOTROP Shpërndarja e atomeve në rrjetën kristalore nuk është e njejtë në rrafshe dhe drejtime të ndryshme të kristaleve. Për këtë arsye, vetitë mekanike dhe fizike të kristaleve ndryshojnë varësisht nga drejtimet e strukturave kristalore. Materiali është anizotrop nëse vetitë e tijë varen nga drejtimi kristalografik. P.sh. metalet deformohen në drejtimet përgjatë të cilave atomet janë më të ngjeshura. Moduli i elasticitetit të aluminit, i cili kristalizohet në rrjetë kubike me centrim në faqe, është 75.9 GPa në drejtimin (111), por vetëm 63.4 GPa në drejtimin (100). Materiali është izotrop nëse ka veti të njëjta në drejtime të ndryshme.

Fig.82- Rrafshet kristalografie

Anizotropia Duke studjuar rrjetat kristalore të metaleve vërejmë se të gjitha rrafshet nuk janë njësoj të mbushura me atome dhe distancat në mes atomeve nuk janë të njejta. Nga kjo vlenë edhe konstatimi i mësipërm se as vetitë e metaleve në të gjitha drejtimet nuk janë të njejta. Këtë dukuri e quajmë anizotropi. Mënyrat e studimit të ndërtimit të metaleve Ekzistojnë shumë mënyra për studimin e strukturës së metaleve. Ndahen në dy lloje: Studimi i ndërtimit të brendshëm të kristaleve dhe studimi i formës së jashtme të kristalit.


2003 75

Ndërtimi i brendshëm, gjegjësisht shpërndarja e atomeve në rrjetën kristalore, studjohet me analizën rendgenostrukturale, duke shfrytëzuar rrezet e rendgenit. PROQESI I KRISTALIZIMIT Proqesi i kristalizimit të metaleve dhe lidhjeve të tyre kryhet gjatë kalimit nga gjendja e lëngët në gjendje të ngurtë. Përveq kësaj, deri te kristalizimi mund të vijë edhe në gjendje të ngurtë gjatë kalimit nga një modifikim alotropik në tjetrin (rikristalizimi). Në bazë të studimeve shumvjeçare është ardhë deri te përfundimi se proqesi i kristalizimit kryhet në dy faza, dhe ate: -formimi i qendrave kristalizuese në tërë fazën e lëngët, dhe -rritja e kristaleve për rreth qendrave të formuara kristalizuese. Të dy proqeset gjatë kristalizimit ndodhin përnjëherë. Kalimi prej njëres gjendje agregate në tjetrën, varet nga temperatura, presioni dhe koha. Kjo varshmëri, mund të tregohet në diagramin e mëposhtëm (fig.83). Prej diagramit shihet se, për disa materie, gjatë presioneve të zbritura specifike, është i mundur kalimi direkt, prej gjendjes së ngurtë në gjendje të gazët, pa kalu nëpër gjendje të lëngët.

Fig.83- Kalimi nga njëra gjendje agregate në tjetrën në varësi nga temperatura dhe presioni

Atomet e materialeve në gjendje të lëngët, gjinden në lëvizje kaotike, ndërsa në gjendje të ngurtë të njejtat atome, gjinden në vende të caktuara në rrjetat kristalore. Kalimi i materialit prej njerës gjendje agregate, në gjendjen tjetër, quhet transformim fazor. Dallojmë kalimin e materialit nga gjendja e ngurtë në gjendje të lëngët (shkrirja) dhe anasjelltas –kalimi nga faza e lëngët, në gjendje të ngurtë (ngurtësimi, kristalizimi). Që të kryhet proqesi i kristalizimit, nevoitet një interval kohor, i cili varet nga shpejtësia e ftohjes.

TEKN

76

Proqesi i

a

Kristaliziformiminndytësiraquajtur mvazhdim Kalimi prtë ngurtë

NIKA E MAT

kristalizim

a

imi fillon nn e numrit tave që e shomodifikator.

duke shkuarej gjendjessimit, në ko

TERIALEVE

mit skematiki

b Fig.8

në shumë vë qendrave oqërojnë çd Krahas qen

ar nga fundis së lëngët, noordinatat k

E

isht është tr

c 84- Skema e

vende në fkristalizues

do metal, sindrave të pi i kristalizimnë të ngurtë

koha-temper

2003

reguar në fig

paraqitjes së

fazën e lënse mund të i dhe me shara që vijnëmit, kristaleë mund të trratura. (fig.8

g.84.

d ë fazave të k

ngët-duke undikohet m

htimin e eleë duke u zmet rriten dheregohet me 85).

e kristalizimit

u formuar qme shpejtësi ementeve spmadhu, lindie nuk mbeteanë të lakor

f

qendrat kritë ftohjes,

peciale për in edhe qen

et më lëng mreve të ftohj

Fatmir Çerk

istalizuese.pastaj pranikëtë qëllim

ndra të reja.mes tyre. jes, gjegjësi

kini

.

Në ia e

m të Në

isht


2003 77

a) b) c)

Fig.85- Lakoret e ftohjes,gjegjësisht ngurtësimit të materialeve amorfe(a) dhe kristalore(b,c)

Te materialet amorf, lakoret e ftohjes (të ngurtësimit), janë pa kurrëfarë ndërprerjesh, p.sh. te çelqi (fig.85a). Ndërsa te shkrirja metalike ftohja shkon kontinualisht pa kurrëfarë ndryshimi kualitativ të gjendjes, gjithë deri te temperatura e kristalizimit (fig.85b). Gjatë temperaturës së kristalizimit në lakoren temperatura- koha, vjen deri te ngecja, d.m.th. proqesi i kristalizimit kryhet gjatë temperaturës konstante, sepse sasia e nxehtësisë së hargjuar plotësohet me nxehtësinë e ndarë për proqesin e kristalizimit, d.m.th. nxehtësinë latente të kristalizimit. Temperatura e vërtetë e kristalizimit është pak më e ulët se temperatura teorike e kristalizimit (tt). Diferencën në mes këtyre dy temperaturave (tt-tk) e quajmë shkallë të nënftohjes. Te disa metale pas nënftohjes (fig.85c), nxehtësia latente e kristalizimit kryhet aq shpejtë, ashtu që në fillim të kristalizimit temperatura ngritet deri afër temperaturës teorike (tt) siq është rasti te antimoni. Mirëpo te shumica e metaleve shkalla e nënftohjes është e vogël ashtu që mund të mos merret në konsiderim gjatë eksperimentimit. FORMAT E KRISTALEVE Proqesi i vërtetë i kristalizimit është shumë i komplikuar nga ndikimi i faktorëve të ndryshëm. Në shpejtësinë e proqesit të kristalizimit ndikojnë këta faktorë: shpejtësia dhe kahja e ndarjes së nxehtësisë, prania e grimcave të forta (të cilat mund të jenë gadi qendra kristalizuese), etj. Në fig.86 janë paraqitë format më të njohura të kristaleve.


78 2003 .

a) Kristalet dendride b) Kristalet në formë c)Kristalet në formë

gjilpëre lamele

Fig.86-Format e kristaleve gjatë ftohjes

-Kristalet dendride Duke marrë parasysh se kristalet më shpejtë rriten në drejtim të largimit të nxehtësisë, gjegjësisht në drejtim të vendeve të ftohura, në fillim të kristalizimit, nga një qendër e kristalizimit zhvillohet në ato drejtime një kristal në formë gjilpëre, në të cilin nën kënd të drejtë të tjerat, ashtuqë fitohet kristali i quajtur dendrid. -Kristalet gjilpanore Formohen gjatë ftohjes shumë të shpejtë të masës së shkrirë të metalit. Përfaqësues më kryesor të këtij lloji janë strukturat e martenzitit. -Kristalet me formë lamele Formohen nga dy lloje kristalesh, prej nga edhe janë heterogjene. Të dy llojet e kristaleve, kristalizohen nga masa homogjene ose nga tretja e ngurtë. Shembëll i strukturës së kristaleve në formë lamele është struktura hekur-perlit. Vetitë mekanike të metalit me këso strukture janë të mira dhe metali është i përpunueshëm. Polimorfia Disa metale në temperatura të ndryshme kanë tipe rrjetash të ndryshme. Këtë veti të metaleve që të mund të ndërrojnë rrjetën kristalore, varësisht nga temperatura dhe shtypja, e quajmë polimorfi. Nga 20 metale polimorf që i njohim, hekuri është më i rëndësishmi. Në fig.87, janë të treguara ndryshimet polimorfike të hekurit në varësi nga temperatura.


2003 79

Fig.87- Ndryshimet polimorfike të hekurit

Nga 1539°C deri në 1401°C, hekuri siq shihet kristalizohet në rrjetë kubike me centrim në qendër (δ). Nga 1401°C deri në 900°C, rikristalizohet në rrjetë kubike me centrim në faqe (γ). Nga 900°C, hekuri prap rikristalizohet në rrjetë kubike me centrim në qendër (β), pastaj prap nga 768°C rikristalizohet në rrjetë kubike me centrim në qendër me parametër tjetër (α). Në diagram është paraqitë edhe lakorja e nxehjes së hekurit me pikat kritike që ndryshojnë pak nga ato të ftohjes. Këto temperatura të rikristalizimit, gjegjësisht kalimit të hekurit prej një rrjete në tjetrën, i quajmë temperatura kritike.


80 2003 .

DEFORMIMET E STRUKTURAVE KRISTALORE Më parë kemi pa se vetitë mekanike të metaleve varen nga rrjetat kristalore, sipas të cilave kristalizohet metali. Nga veprimi i forcave të jashtme, vjen deri te deformimi i rrjetave, të cilat mund të jenë elastike dhe plastike. Deformimet elastike-manifestohen me çvendosje të vogël të atomeve në raport me atomet tjera dhe zhduken me ndaljen e veprimit të forcave të jashtme (fig.88).

a) b)

Fig.88- Deformimet elastike të rrjetave

Deformimet plastike-janë rrjedhim i ndikimit të forcave më të mëdha të jashtme (fig.89), që ka si pasojë çvendosjen e një grupi të atomeve në krahasim me të tjerat, ndërsa pas pushimit të veprimit të forcave, zhduken deformimet elastike (a) e mbesin deformimet plastike (b).

a) b)

Fig.89- Deformimet plastike të rrjetave kristalore

Nga figura shihet se nga ndikimi i forcave të jashtme ka ardhë deri te çvendosja e dy rendeve të sipërme të atomeve në raport me rendet e poshtme për dy atome në të djathtë.


2003 81

DEFEKTET E STRUKTURËS KRISTALORE TË METALEVE DHE GABIMET NË RRJETAT KRISTALORE Struktura kristalore e vërtetë e metaleve kurrë nuk është ideale. Te kristalet e ndryshme gjithnjë ekzistojnë disa çrregullime apo gabime, gjë që në mënyrë të dukshme ndikojnë në vetitë e tyre dhe në proqese që zhvillohen te to. Mund të thuhet se numri i disa llojeve të gabimeve, për çka do të bëhet fjalë këtu, është proporcional me ndryshimet e temperaturës së kristaleve. Me termin çrregullim nënkuptohet devijimi nga ligjshmëria gjeometrike e renditjes së atomeve në hapsirë, gjë që ka si pasojë që të gjitha atomet në rrjetën kristalore të mos e kenë rrethinën e afërt të njejtë. Gabimet te kristalet janë vërtetuar me anë të provave të ndryshme. Studimin e defekteve të strukturave kristalore do ta bazojmë në skema që ndërtohen në baza gjeometrike. Sipas formës gjeometrike dhe mënyrës së shpërndarjes në rrjetën kristalore, defektet mund të jenë: 1)pikësore, 2)lineare, 3)sipërfaqësore dhe 4)vëllimore. Defektet pikësore Përcaktimi i këtyre defekteve është dhënë me anë të skemës në fig.90 dhe fig.91. 1)Vakanca(zbrazëzira) është mungesa e një atomi nga një pozicion normal i rrjetës, 2) Atom i ndërfutur(intersticion) që hyn në boshllëqet e rrjetës kristalore, 3)Atom i huaj është një atom me natyrë kimike të ndryshme nga ai i metalit bazë i cili mund të hyjë në rrjetë ose me ndërfutje (3), ose duke zavendësuar atomin bazë (4,5). Flitet shpesh për atome vetëndërfutëse, me qëllim që ky tip defekti të dallohet nga ai me atome të huaja të ndërfutura (p.sh. C në hekur etj). Te metalet këto defekte mund të krijohen në mënyrë individuale dhe të pavarur nga njëri-tjetri.

Fig.90-Defektet atomike pikësore: 1)vakancë, Fig.91-Pamja e rrjetës me boshllëqe dhe ndërfutje 2) vetëndërfutës, 3) ndërfutës i huaj, 1)vakancë, 2)ndërfutje 4,5,)atome të huaja në zavendësim


82 2003 .

Boshllëqet (vakancat) mund të lindin edhe kur atomet në rrjetë i lëshojnë vendet e tyre për të ndërtuar rrafshin e ri kristalor të rrjetës. Ky rast është i paraqitur në fig.92, e është i njohur me emrin defekt sipas Shotkit. Pasi që atomet që largohen nga vendet e veta mund të plotësohen me difuzion, duke lënë në vendet e tyre vakanacione të reja, zbrazëtirat brenda kristalit mund të parafytyrohen se lëvizin. Gabimet sipas Frenkelit,(fig.93), formohen kur atomet brenda rrjetës me difuzion vendosen në hapësira ndëratomike duke lënë vendet e tyre të zbrazëta e duke krijuar grumbullime dikund tjetër. Gabimet e tilla brenda rrjetës kristalore paraqesin, në të vërtetë, kombinimin e vakanacionit dhe të intersticionit. Në brendësi të kristaleve gjithmonë ekziston ekuilibri në mes të gabimeve sipas Frenkelit dhe ai varet nga temperatura e kristalit. Sa më e lartë që të jetë temperatura, aq më i madh është numri i gabimeve sipas Frenkelit.

Fig.92- Defektet sipas Shotkit Fig.93- Gabimet sipas Frenkelit

Defektet lineare Krijimi dhe spjegimi i defekteve atomike pikësore krijon përfytyrimin e plotë dhe argumentimin e ekzistencës në metale edhe të defekteve lineare. Sot njohja e tyre paraqet interes të veçantë, për arsye se është e lidhur ngushtë me shfaqjen dhe veprimin e dukurisë së dislokacionit me të cilën bëhet shpjegimi i shumë problemeve të sjelljes dhe të qëndrueshmërisë së metaleve. Për të lehtësuar kuptimin mbi dislokacionin, është e nevojshme të paraqesim gjeometrinë e dy tipeve më të thjeshtë të tij: gjeometrinë e dislokacionit linear dhe të dislokacionit helikoidal.

Fatmir

Nb). Vija helikoidanjëra tjetr

a)çvendosj

Defektet Pështë i vokufijtë e mënyrë tfig.96.

r Çerkini

a )Kristal id

Një dislokace dislokacio

al është fiturën të dy bu

a)

sja e rrjetës n

sipërfaqëso

ërhapen në ogël në krakokërrzave

të ngjashme

deal

cion linear ëonit linear ar duke preuzët e prerje

në kristal; b)

ore

brendinë eahasim me de kristalite, e krijimi i k

b

Fig.94

është përfituështë vija D

erë rrjetin pëes paralelish

Fig.95-Skem

)pamja anëso

e kristaleve dy dimensiokufij të të

kufijve të ko

2003

)Dislokacion4- Llojet e dis

uar nga ndëDC përrethërgjatë sipëht me AB (f

b)ma e dislokaore e disloka

sipërfaqësionet tjera tëashtuquajtu

okërrzave kr

n linear slokacioneve

ërfutja në rrjh së cilës krërfaqes ABCfig.94 c).

) acionit helikacionit spiral

sht d.m.th. ë përhapjes.urve blloqe ristalite në

TEK

c )Disl

e

jet e një gjyristali ështëCD dhe duk

koidal l; c)dalja e sipërf

i vetmi dim Në këto gabrenda kok

mënyrë ske

KNIKA E MA

lokacion elik

ysmëplani ë deformuarke çvendosu

c)

dislokacionrfaqe të krista

mension i tyabime munkërrzave krematike ësh

ATERIALEV

8

koidal

ABCD (figr. Dislokaciur në raport

it spiral në aleve

yre i përhapd të numrohristalite dhehtë paraqitur

VE

83

g.94 ioni me

pjes hen

e në r në

TEKN

84

Tkristalet strukturë

Defektet Dmikroskobëjnë pjeokside, gshkrihen përcjellësmetaleve

NIKA E MAT

a)mo

Te kristalet e vërteta, p të ashtuqua

a

vëllimore

Defektet vëopike, ashtuesë edhe pgrimcëza (k

metalet apsve në met

e dhe lidhjev

TERIALEVE

a) Fi

odeli i përgji

në përgjithpër shkak tajtur mozaik

a)

ëllimore te u edhe ato mërcjellës (jo

kokrriza) të po kokrriza tale dhe në ve.

E

ig.96-Krijimiithshëm rrafs

hësi, për datë gabimevke (fig.97b)

Fig.97-Moda) pamja i

kristalet makroskopikometalik) t

imta të shrëre të shklidhjet e t

2003

i i kufijve të

fshor ; b)skem

allim nga fove që i kan).

deli dydimenideale, b) str

përfshijnë ke-të dukshmtë metalevehkëputura nkëputura ngtyre paraqet

kokrrizave k

ma e rritur e

orma idealenë rrjetat e

sional i atomruktura moza

poret dheme me sy a

e dhe lidhjenga mveshjaga format pt një nga k

bkristalor çvendosjes s

e kristaloretyre, në të

b)

meve ; aike

e boshllëqeapo me thjereve të tyre,a zjarrdurue

për derdhje kriteret për

b)

së atomeve

, të paraqitë shumtën e

et, si ato rrëz. Në gab, siç janë zese e furrëetj. Përmbvlerësimin

Fatmir Çerk

tur në fig.9e rasteve k

me madhbime vëllimzgura, shtres e në të cbajtja e këte kualitetit

kini

.

97a, kanë

hësi more

esat cilat tyre t të


2003 85

3.0. LIDHJET METALIKE Metalet e pastër kanë veti mekanike të ulëta, prandaj përdorimi i tyre është i kufizuar, përveq në disa raste të caktuara, si p.sh. bakri dhe alumini si përques shum të mirë të rrymës elektrike. Në shumicën e rasteve ato përdoren në formën e lidhjeve. Lidhje quhet përbërja metalike që formohet nga shkrirja dhe kristalizimi i njëkohshëm i elementeve përbërëse (dy apo më tepër) me veti tjera mekanike nga ato të elementeve përbërëse. Lidhjet metalike përbëhen nga dy ose më shum elemente, që mund të jenë të gjitha metale ose metale me metaloide. Kështu, çeliku e giza janë lidhje e hekurit të pastër (metal) me karbonin (metaloid), që përmban edhe elemente tjerë si: silicium, mangan, squfur dhe fosfor. Bronzi është lidhje e bakrit me kallaj dhe me elemente tjerë. Shumica e elementeve përbërëse të lidhjeve në gjendje të shkrirë treten te njëri tjetri. Ka raste që elementet në gjendje të lëngët përzihen pjesërisht me njëri tjetrin, p.sh. te lidhja Cu-Pb. Por ka edhe raste që nuk përzihen fare me njëri tjetrin, p.sh. lidhja Fe-Pb. Këto veçori ndodhin te metalet që kanë ndryshime të mëdha në temperaturat e shkrirjes. Varësisht nga mënyra e bashkëveprimit të atomeve të elementeve përbërëse dhe pozicioneve të tyre të ndërsjella, krijohen disa lloje lidhjesh. a)Lidhja kimike Ka rrjetë kristalore dhe veti fiziko-mekanike të ndryshme nga ato të elementeve përbërëse. Në një lidhje kimike elementet ndodhen në raporte të caktuara dhe shprehen me formulë kimike. Lidhjet kimike formohen edhe midis metaleve të ndryshme, p.sh. lidhja Sb-Pb, Cu-Al2, ashtu edhe midis metaleve dhe metaloideve, p.sh. lidhja Fe3C, Mn3C etj. Lidhjet kimike kanë fortësi të lartë dhe plasticitet të ulët, prandaj punohen me deformacion. b)Përzierja mekanike Formohet kur elementet e lidhjes në gjendje të ngurtë nuk treten te njëri tjetri dhe nuk formojnë lidhje kimike. P.sh. te lidhja Sn-Zn, gjatë ngurtësimit kristalet e çdo elementi ruajnë vetitë karakteristike të tyre. Në këtë rast vetitë e përzierjes mekanike, si: fortësia, rezistenca elektrike, merren si vlera mesatare të elementeve përbërëse. Këto përzierje kanë veti derdhëse të mira. c)Tretja e ngurtë Formohet kur elementet përbërëse të lidhjes treten te njëri tjetri si në gjendje të lëngët ashtu edhe në gjendje të ngurtë duke krijuar kështu rrjetë kristalore të përbërë nga atome të elementit bazë (tretësit) dhe metalit të tretur. Në përgjithësi, tretjet e ngurta dallohen për fortësi dhe qëndrueshmëri më të lartë se të elementeve përbërëse, si dhe për veti derdhëse të ulët.


86 2003 .

3.1. DIAGRAMET E EKUILIBRIMIT TË LIDHJEVE DYSHE

Diagramet e gjendjes së lidhjeve (legurave), fitohen me analizën termike të një rreshti të tërë të legurave të atij tipi. Analiza termike kryhet në atë mënyrë që gjatë ftohjes së lidhjes, në intervale të caktuara kohore, matet temperatura dhe vendoset në ordinatë, ndërsa në abshisë vendoset koha që i përgjigjet në minuta. Me bashkimin e pikave të fituara në sistemin koordinativ, fitojmë lakoret e ftohjes, gjegjësisht të ngurtësimit. Gjatë analizës termike për çdo lidhje vizatohet lakorja e ftohjes dhe në bazë të lakoreve të fituara, konstruktohet diagrami i gjendjes i lidhjes së analizuar. Për ta vizatua diagramin e gjendjes duhen më shumë lakore të ftohjes për legurën që analizojmë, ashtu siç është tregua në figurën 98.

a) b)

Fig.98- Konstruktimi i diagramit të gjendjes në bazë të lakoreve të ftohjes

Lakoret e ftohjes nga a) pasqyrohen në pikat kufitare të shndërrimeve në b). Kështu lakoret e ftohjes për komponentet e pastërta A dhe B japin nga një pikë në diagram të gjendjes b), që njëkohsisht janë pika të fillimit dhe mbarimit të kristalizimit. Lakoret tjera të ftohjes X1 deri te X4, japin nga dy pika në diagramin e gjendjes, d.t.th. temperaturat e fillimit të kristalizimit L1 deri te L4 dhe temperaturat e mbarimit të kristalizimit S1 deri te S4. Via e cila i bashkon të gjitha fillimet e kristalizimit, quhet LIKUIDUS, ndërsa vija e cila i bashkon të gjitha mbarimet e kristalizimit quhet SOLIDUS. Mbi vijen likuidus të gjitha legurat janë në gjendje të lëngët, në mes likuidusit dhe solidusit legurat përbëhen nga lëngu dhe nga kristalet, ndërsa nën solidus të gjitha legurat janë plotësisht të kristalizuara.


2003 87

Duke marrë parasysh aftësinë e tretëshmërisë të një komponenti në tjetrin, te lidhjet dyshe kem shum lloje të diagrameve të gjendjes dhe ate: 1.Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të ngurtë dhe të lëngët. 2.Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të lëngët, ndërsa në gjendje të ngurtë, nuk treten fare. 3.Diagrami i gjendjes të lidhjeve ku komponentet treten plotësisht në gjendje të lëngët, ndërsa pjesërisht në gjendje të ngurtë. Sipas diagramit të gjendjes të lidhjeve me përbërje të caktuar, mund të dihen që më parë vetitë e të gjitha lidhjeve të atij lloji. Diagramet e gjendjes shërbejnë gjithashtu edhe për zgjedhjen e rexhimit të përpunimit termik, si dhe përpunimi i lidhjeve me deformacion. DIAGRAMET ME TRETËSHMËRI TË PLOTË TË KOMPONENTEVE NË GJENDJE TË NGURTË DHE TË LËNGËT Sipas këtij tipi të diagramit ngurtësohen lidhjet: Cu-Ni, Cu-Mn, Cu-Au, Fe-Mn, Fe-Ni, etj. Te këto lidhje, gjatë proqesit të ftohjes, gjegjësisht të ngurtësimit nga gjendja e lëngët, formohen kristalet homogjene, të cilat i quajmë kristale të përziera, të cilat mbesin edhe në gjendje të ngurtë, në të gjitha raportet e përzierjes. Për të studjua sjelljen e këtyre lidhjeve gjatë ftohjes, analizojmë lidhjen Cu-Ni (fig.99) duke i emërua komponentet me A dhe B. Lakoret e ftohjes të komponenteve A dhe B kanë nga një pikë kritike.

15001500

1400

1200

1300

900

1000

1100

°C

koha 4060

900

0100

1090

3070

2080

1300

1500

1400

1200

1100

1000

5050

6040

7030

8020

9010

1000 %B

%A

1452

1084

100%

A10

0%B

60%

A+4

0%Ba

b

g

M a s a e sh k r i r ë

L i k u i d u sS o l i d u s I

II

III

II´

III´

g

II´´

I´´

Fig.99- Diagrami i gjendjes të lidhjeve Cu-Ni me lakoret e ftohjes

Të gjitha lidhjet e komponenteve A dhe B, në mes lakoreve të ftohjes së komponenteve të pastër A dhe B, do të kenë nga dy pika kritike. Pikat e epërme i përgjigjen fillimit të ndarjes së kristaleve nga masa e shkrirë, ndërsa të poshtmet ngurtësimit të plotë, d.m.th. kalimit të tërësishëm të lidhjes prej gjendjes së shkrirë në gjendje të ngurtë. Via e cila i lidhë të gjitha pikat e temperaturave të fillimit të


88 2003 .

ngurtësimit të lidhjeve me përbërje të ndryshme, quhet via LIKUIDUS. Ndërsa via e cila i bashkon të gjitha pikat e temperaturave të mbarimit të ngurtësimit të këtyre lidhjeve, quhet SOLIDUS. Mbi vijën likuidus e tërë masa gjendet në gjendje të shkrirë, ndërsa nën vijën solidus e tërë masa gjendet në gjendje të ngurtë, sepse në vijën e solidusit përfundon ngurtësimi (kristalizimi). Ndërkaq në mes të vijës së likuidusit dhe të solidusit, një pjesë e masës është në gjendje të shkrirë, e pjesa tjetër është e ngurtësuar. Lakorja e ftohjes e lidhjes me 60%A dhe 40%B shkon pandërpre deri në pikën “a”, pas të cilës vazhdon ftohja e ngadalësuar deri në pikën “b”. Në këtë interval temperature në mes pikave “a” dhe “b”vie deri te ngurtësimi shkallëzor i shkrirjes me daljen e kristaleve të përziera të tretjes së ngurtë të komponentës A dhe B deri te pika “b”, kur e tërë masa e shkrirë të kalojë në gjendje të ngurtë. Shqyrtojmë proqesin e ftohjes të lidhjes me përbërje I, gjegjësisht me 60%A dhe 40%B. Fillimi i formimit të kristaleve të përziera (A+B) do të jetë në vijën e likuidusit në pikën I. Përbërjen e kristaleve të përziera të formuara mund ta përcaktojmë me tërheqjen e horizontales prej pikës I deri te via e solidusit, d.m.th. deri te pika I” të cilës i përgjigjet përbërja prej 73% të komponentës B dhe 27% të komponentës A. Gjatë ftohjes së mëtejme, në pikën II vie deri te pasurimi i lëndës së ngurtë me kristale të përziera (B+A). Për të përcaktu përbërjen dhe raportin sasior të kristaleve dhe përzierjes në pikën II, shërbehemi me ligjin e levës (të drejtëpeshimit), gjegjësisht nëpër pikën II tërheqim një horizontale deri te likuidusi II’ dhe solidusi II” (Fig.100).

Fig.100-Ligji i levës

a

b

n

m

BC

AD

a

b

K

L


2003 89

Vërtikalja e lëshuar nga pika II’ në aksin e abshisës na tregon në abshisë përbërjen e përzierjes, ndërsa vërtikalja e lëshuar nga pika II” na tregon në abshisë përbërjen e kristalit. Raportin sasior të kristaleve dhe përzierjes e fitojmë ashtu që gjatësia II-II’ paraqet sasinë e kristaleve, ndërsa gjatësia II-II” sasinë e përzierjes. Gjatë ftohjes së mëtejme vijmë der te vija e solidusit, gjegjësisht pika III ku bëhet edhe ngurtësimi i fundit d.m.th. edhe pikat e fndit të përzierjes kalojnë në gjendje të ngurtë dhe kanë përbërje si edhe të gjitha kristalet në pikën III d.m.th. 40%B dhe 60%A. Ndërsa sasia e kristaleve është paraqitë me vijën III-III’. Prej kësaj rrjedhë se në proqesin e ftohjes së lidhjes I, përbërja e përzierjes ndërron sipas vijës likuidus. Ndërsa nga pika I deri te pika III, përzierja gjithnjë e më shumë varfërohet me komponentin B e pasurohet me komponentin A, deri sa përbërja e kristalit ndërron sipas vijës së solidusit nga pika I” deri te III. Njëkohësisht gjatë ftohjes së ngadalshme, në çdo moment të kristalizimit, gjegjësisht të ngurtësimit, përbërja e kristalit barazohet me difuzion. Nëse ftohja është e shpejtë në kristale nuk arrihet barazimi i përbërjes, kështuqë pjesa e brendshme e çdo kristali përmban më shumë komponente që vështirë shkrihen (B)se sa pjesa e jashtme. DIAGRAMI I GJENDJES TË LIDHJEVE KU KOMPONENTET TRETEN PLOTËSISHT NË GJENDJE TË LËNGËT, NDËRSA NË GJENDJE TË NGURTË NUK TRETEN FARE Sipas këtij tipi të diagramit ngurtësohen lidhjet: Pb-Sb, Ai-Si, Co-Bi, Cu-Bi, etj. d.m.th. lidhjet me komponente të cilat kanë rrjeta të ndryshme ose parametra të ndryshëm. Ky diagram iu përgjigjet atyre kushteve të shkrirjes dhe ngurtësimit të lidhjeve te të cilat vie deri te përzierja e komponenteve në gjendje të lëngët, ndërsa te mos përzierja në gjendje të ngurtë. Që eksperimentalisht të ndërtojmë diagramin, marrim lakoret e ftohjes të komponenteve të ngurtë dhe disa lidhjeve. Pikat kryesore të digramit janë temperaturat e ngurtësimit të komponenteve A dhe B. Në fig.101 është paraqitë diagrami i gjendjes së lidhjeve Pb-Sb. Lidhja me 87% të komponentit A dhe 13% të komponentit B, është lidhje eutektike, e cila nuk ka fare periudhë të ngurtësimit dhe ka pikën e ngecjes në temperaturë të caktuar ku edhe është fundi i ngurtësimit. Një lidhje e tillë është shenua me pikën D. Lidhje eutektike është ajo lidhje e cila është plotësisht e ngirë me përbërësin A dhe me përbërësin B, është homogjene, është e ngjajshme me bashkëdyzimet kimike, por në realitet nuk është bashkëdyzim

kimik. Në temperaturën e ngecjes në 245C qëndron fundi i ngurtësimit të të gjitha lidhjeve dhe vija solidus për të gjitha lidhjet e këtij lloji. Ndërsa via likuidus bjen prej C gjer te D, e pastaj ngritet gjer te pika E. Te lidhjet të cilat gjenden në anën e djathtë të pikës D, d.m.th. te lidhjet prapaeutektike, me rastin e ftohjes, së pari ndahen kristalet e pastërta të metalit B, gjersa masa e shkrirë të mos arrijë në vijën eutektike DB.


90 2003 .

100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 2 3 4 5

90%

Pb+

10%

Sb10

0%Pb200

100

tem

pera

tura

300

400

500

600

°C

700

200

koha

IV100

90 80

Sb-kristalet në eutektik

6070

V

50 3040 20

u i d u

s

Masa e shkrirë (lëngu)

60%

Pb+

40%

Sbeu

tekt

ik 8

7%Pb

+13

%Sb

100%

Sb

l i k300

AII

400

C

260

D

500

600

800

700I

s o l i d u s

Sb-kristalet në masën e shkrirë

III

%Sb%Pb

1000

631°E

245°CB

Fig.101- Diagrami i gjendjes të lidhjes Pb-Sb me lakoret e ftohjes

Nën këtë vijë të gjitha lidhjet gjenden në gjendje të ngurtë dhe përbëhen prej eutektikumeve dhe prej kristaleve të pastërta të ndara të metalit B në eutektikum. Prandaj vija solidus është ADB. Prej diagramit shihen edhe lakoret e ftohjes të plumbit dhe antimonit dhe lidhjeve të tyre.

Plumbi i pastër shkrihet ose ngurtësohet, d.m.th. e ka pikën e ngecjes në 327C(lakorja1), kurse

antimoni i pastër në 631C(lakorja 5). Lidhja me 87%Pb dhe 13%Sb(lakorja 3) që e përmendëm më

sipër është lidhje eutektike dhe e ka pikën e ngecjes në 245C. Në këtë temperaturë qëndron fundi i

ngurtësimit të të gjitha lidhjeve tjera. Lidhja me 90% Pb dhe 10%Sb, fillon të ngurtësohet në 260C dhe pas kristalizimit jep kristale të bakrit të pastër në eutektikum(lakorja 2). Kurse eutektikumi kristalizohet në kristale të përsosura plumb-antimon(lakorja 3). Lidhja me 60%Pb dhe 40%Sb në

temperaturën 245C me rastin e ftohjes fillon t’i ndajë kristalet e antimonit (lakorja 4), ndarja e të

cilave përfundon në temperaturën 245C në ç’rast përfitohet lidhja eutektike. Prandaj në hapsirën II kristalet e plumbit notojnë nëpër masën e shkrirë, kurse në hapsirën III notojnë kristalet e pastërta të antimonit nëpër masën e shkrirë. Nën vijën AD, në hapsirën IV, gjenden kristalet e pastërta të plumbit të cilat janë në gjendje të ngurtësuar. Ndërkaq në hapsirën V, nën vijën DB, gjenden kristalet e pastërta të antimonit në gjendje të eutektikumit të ngurtësuar. Lidhjet eutektike janë homogjene dhe me përbërje të barabartë. Lidhjet paraeutektike dhe prapaeutektike, përbëhen prej lidhjeve eutektike dhe prej kristaleve të pastërta të metalit A ose metalit B. Prej peshës specifike të tyre varet se çka do të ndodhë me lidhjet me rastin e ngurtësimit. Nëqoftëse ngurtësimi bëhet ngadalë, kristalet binere sipas peshës specifike të tyre do të notojnë nëpër masën e shkrirë ose do të bijnë në fund të enës në të cilën gjendet metali i shkrirë.


2003 91

DIAGRAMI I GJENDJES TË LIDHJEVE KU KOMPONENTET TRETEN PLOTËSISHT NË GJENDJE TË LËNGËT , NDËRSA PJESËRISHT NË GJENDJE TË NGURTË Te ky tip ekzistojnë dy lloje lidhjesh të cilat ndryshojnë në mes vedi. Këto janë: Lidhjet me vargje të ndërprera të kristaleve të përziera dhe me pikën eutektike, dhe lidhjet me formim të kufizuar të kristaleve të përziera dhe me pikën peritektike ose transformuese. a)Lidhjet me vargje të ndërprera të kristaleve të përziera dhe me pikën eutektike Sipas këtij tipi të diagramit ngurtësohen lidhjet: Pb-Sn, Au-Co, Ag-Cu, Ag-Si, Hg-Pb, Sn-Zn etj.

960

1100

1000

900

700

800

600

500

0100

300

400

°C

60 40

F 20 80

40 60

G H100%Cu 0% Ag

80 20

D

A

778E

C 1083

a

M. e shkr.+ a

a+b

M.e shkrirë + b

b

Masa e shkrirë

B

tem

pe

ratu

ra

Fig.102- Diagrami i gjendjes të lidhjes Cu-Ag

Lidhjet që i takojnë këtij lloji, e kanë formën e diagramit të gjendjes si në fig.102, ku është paraqitë diagrami i gjendjes së lidhjes Cu-Ag. Eutektikumi përmban 71,5 % argjend dhe ngurtësohet në

temperaturën 778C. Nëqoftëse lidhjet përmbajnë më pak se 71,5% argjend, atëherë ato me rastin e ngurtësimit kullojnë kristale të bakrit, të cilat nuk janë krejtësisht të bakrit të pastër por derisa gjenden në gjendje të tretjes së ngurtë, përbëjnë sasi të vogël të argjendit. Kjo ndarje vazhdon derisa masa e shkrirë të mos arrijë të ketë 71,5%Ag. Përfitimi i sasisë së argjendit bëhet në momentin e ngurtësimit. Ndërkaq te lidhjet të cilat përmbajnë më shumë se 71,5 %Ag, së pari do të ndahen kristalet e argjendit, të cilat në tretjen e ngurtësuar, përveq argjendit do të përmbajnë edhe sasi të vogël të bakrit. Ky proqes i ndarjes së kristaleve vijon derisa të mos përfitohet tretja 71,5 %Ag, d.m.th. gjersa të mos përfitohet përbërja e eutektikumit, i cili ngurtësohet i fundit në temperaturën

778C.


92 2003 .

b)Lidhjet me formim të kufizuar të kristaleve të përziera dhe me pikën peritektike (transformuese) Sipas këtij tipi mund të ngurtësohen lidhjet Cd-Hg ose ky tip mund të çfaqet në kombinacion me tipet tjera, kështu p.sh. ndodhë te lidhjet Sb-Sn(antimon-kallaj), te mesingu dhe çeliku. Në fig.103 është paraqitë diagrami i gjendjes së legurës Cd-Hg (kadmium-zhivë).

ED B

tem

pera

tura

0 100

150

100

50

-50

0

GF2080

4060

6040

C100% Hg 0% Cd

8020

-39

321350

300

250

200

°CA

a

Masa e shkrirë + aMasa e shkrirë

Masa e shkrirë + ba+b

b

Fig.103- Diagrami i gjendjes të lidhjeve Cd-Hg

Nëpër vijën AB fillon ngurtësimi i kristaleve të përziera , kurse nëpër vijën BC fillon ngurtësimi i kristaleve të përziera prej masës së shkrirë. Mirëpo në vijën DB krijohet reaksioni i ri i cili ndryshon prej reaksioneve të përshkruara gjerë më tani. Në këtë vijë bëhet bashkimi i masës së shkrirë të

përbërjes B me kristale të përziera të përbërjes D, në kristalet e përziera të përbërjes E. Ky shndërrim bëhet si edhe te lidhjet eutektike, në një temperaturë të caktuar, konstante me pikën formuese të ngecjes në lakoren e ftohjes dhe quhet shndërrim peritektik, kurse struktura e formuar quhet peritektikum.

Menjëherë pas proqesit të ngurtësimit kjo strukturë përbëhet prej -kristaleve të përziera, e vetëm

pas ftohjes së mëtejme shndërrohet pjesërisht në -kristale të përziera. Te lidhjet në mes D dhe E nuk

do të formohen plotësisht kristalet e përziera , por një pjesë e tyre do të mbetet për rreth kristaleve të

përziera , të posaformuara. Nëqoftëse në lidhje ka më tepër zhivë se sa i nevoitet pikës peritektike E, d.m.th. nëse lidhja gjendet në mes të pikave E dhe B, atëherë kristalet e përziera plotësisht zhduken,

kurse pjesa tjetër e masës së shkrirë do të ngurtësohet në formë të kristaleve të përziera me rastin e


2003 93

zbritjes së temperaturës, gjersa të mos arrijë plotësisht në vijën EC, në momentin kur edhe proqesi i ngurtësimit përfundon. 3.1.1. DIAGRAMET E EKUILIBRIMIT TË LIDHJEVE HEKUR-KARBON (STABIL DHE METASTABIL) Diagramet e deritanishme të lidhjeve dyshe kanë pasur karakter të përgjithshëm. Ndërsa diagrami i ekuilibrimit për lidhjen hekur-karbon është më konkret sepse përmes këtij në makineri spjegohen dhe zbulohen shum proqese lidhur me çeliqet dhe gizat. Sipas përqindjes së karbonit do ta kemi klasifikimin e parë të lidhjeve Fe-C, pikërisht për çeliqe dhe giza. Si bazë për ndërtimin e diagramit Fe-C merret lakorja e ftohjes së hekurit të pastër Fe (fig.104). Mardhënja e karbonit me hekur i ndryshon pikat kritike të këtyre transformimeve që paraqiten në diagram. Ky diagram paraqitet në dy variante: Varianta e parë është për rastin e ekuilibrit të plotë (me via të ndërprera) që fitohet me ftohje shumë të ngadalshme. Quhet diagrami stabil Fe-grafit. Varianta e dytë është për rastin e ekuilibrimit jo të plotë që fitohet gjatë ftohjes jo aq të ngadalshme (me via të plota )kur fitohet komponimi kimik Fe3C(çimentit). Quhet diagrami metastabil Fe- çimentit. Meqenëse diagrami Fe-çimentit (metastabil)ka rëndësi më të madhe praktike, atëherë do të analizojmë këtë diagram më detalisht.


94 2003 .

Fig.104- Diagrami i gjendjes metastabile të lidhjeve Fe-Fe3C

Via AHJECF është via solidus, d.m.th. nën këtë vijë çdo gjë ndodhet në gjendje të ngurtë. Intervali i temperaturës në mes likuidusit dhe solidusit është intervali i ngurtësimit gjatë ftohjes së lidhjes së hekurit dhe karbonit, d.m.th. në këtë interval temperature vie deri te ndarja e kristaleve të forta nga masa e shkrirë gjithnjë deri te via e solidusit. Se çfarë strukture do të fitojmë në vijën solidus dhe çka do të ndodhë më pastaj nën vijën solidus varet nga përbërja e karbonit në disa lidhje. Lidhjet hekur-karbon mundemi sipas strukturave të tyre dhe vetive me i nda në dy grupe: 1.Lidhjet me përmbajtje të karbonit prej 0,005 deri në 2,06 %(sot edhe deri në 2,14 e më tepër) i quajmë çeliqe. 2.Lidhjet me përmbajtje prej 2,06 deri 6,687 %, i quajmë hekur i derdhur


2003 95

Në mënyrë që të njihemi me të gjitha ndërrimet e lidhjeve të hekurit me karbon, më së pari studjojmë: a)Ndërrimet gjatë kalimit prej masës së shkrirë në gjendje të ngurtë gjegjësisht gjatë vijës likuidus deri te via solidus dhe, b)Ndërrimet që rrjedhin gjatë ftohjes nën vijën solidus Ndërrimet gjatë kalimit nga masa e shkrirë në gjendje të ngurtë gjatë vijës likuidus Nëpër vijën likuidus AC nga masa e shkrirë fillojnë të ndahen kristalet e para të tretjes së ngurtë të

karbonit në -hekur që i quajmë austenit, kështu që në zonën AC do të kemi përzierjen e dy fazave

d.m.th të masës së shkirë dhe kristaleve të përziera (masa e shkrirë +kristalet e përziera ). Nëpër pjesën e vijës likuidus CD nga masa e shkrirë fillojnë të ndahen kristalet e karbidit të hekurit, gjegjësisht çimentiti primar (Fe3C’) ashtu që në zonën CFD do të kemi gjithashtu përzierjen e dy fazave d.m.th. masës së shkrirë dhe çimentitit primar (Mas. e shkr. +Fe3C’).

Në pikën C gjatë përmbajtjes 4,3%C dhe temperaturës 1147C vjen deri te ndarja e njëkohshme e

austenitit () dhe çimentitit (Fe3C’), e cila formon përzierje mekanike shumë të fortë që e quajmë ledeburit. Ledeburiti gjindet në hekur me përmbajtje 2,06%C deri në 6,687%, që ka të bëjë me hekurin e derdhur.

Pika E i përgjigjet hekurit me përmbajtje 2,06%C. Në të majtë nga pika E kem austenit të pastër(). Ndërrimet e gjendjes së ngurtë të cilat rrjedhin gjatë ftohjes nën vijën solidus Viat GSE, PSK dhe GPQ janë viat me temperatura karakteristike për disa lidhje nëpër të cilat vjen deri te formimi i gjendjes së ngurtë gjatë ftohjes, gjegjësisht gjatë nxemjes.

Në zonën AGSE kemi austenit të pastër (). Gjatë ftohjes së mëtejme austeniti fillon të shkatërrohet

dhe të formohet sipas vijës GOS feriti, gjegjësisht përzierja e ngurtë e kampionit në -hekur, ndërsa sipas vijës SE çimentiti sekondar Fe3C”. Ky çimentit për këtë quhet sekondar sepse formohet nga masa e shkrirë. Në zonën GOSP tani kemi përzierjen e dy fazave: të perlitit dhe të austenitit, ndërsa në zonën SEM

përzierjen e çimentitit sekondar dhe të austenitit (Fe3C”+). Në pikën S gjatë përmbajtjes 0,83%C dhe temperaturës 723C i tërë austeniti shkatërrohet e njëkohësisht kristalizohet përzierja e hollë mekanike e feritit dhe çimentitit sekondar –eutektoidi që e quajmë perlit. Çelikun i cili përmban 0,83%C e quajmë çelik eutektoidal, ate që përmban më pak se 0,83 %C e quajmë paraeutektoidal, ndërsa ate që përmbanë më shum se 0,83%C e quajmë prapaeutektoidal. Gjatë ftohjes së mëtejme nëpër vijën PSK vie deri te shkatërrimi i tërë i austenitit i cili ka mbetur ende në hekur dhe formimi i perlitit, për këte vija PSK quhet vija e trajtimit perlit (eutektoid). Duke i krahasua pikat C dhe S në diagramin (fig.95) mund të përfundojmë këto: a)Mbi pikën C gjendet masa e shkrirë, ndërsa mbi pikën S tretja e ngurtë (austeniti). b)Në pikën C lidhen viat AC dhe CD të vijës likuiduese e cila na paraqet fillimin e daljes së kristaleve nga masa e shkrirë (kristalizimi primar ). Në pikën S bashkohen vijat GS dhe ES të cilat paraqesin fillimin e daljes së kristaleve nga tretja e ngurtë (kristalizimi sekondar).


96 2003 .

c)Në pikën C tretja e ngurtë (kristalizimi sekondar) ngurtësohet (rikristalizohet) formon eutektik ledeburitin, në pikën S tretja e ngurtë me përmbajtje 0,83%C kristalizohet duke formua eutektoid perlitin. d)Në nivelin e pikës C shtrihet vija EF –e trajtimit eutektik (ledeburitit), ndërsa në nivelin e pikës S via PK-e trajtimit eutektoidal (perlitit). Për të trajtua ndërrimet që ndodhin në faza të ndryshme, vazhdojmë analizën e disa lidhjeve më karakteristike: P.sh. lidhja me 0,5%C u përket lidhjeve paraeutektoidale. Kristalizimi këtu fillon nga pikëprerja e

lakores AB me vërtikalen, pikërisht në pikën B, ku lindin njëkohësisht feriti primar () dhe kristalet e

austenitit (). Me uljen e temperaturës më nuk do të ketë ferit, por kristale të austenitit të përziera me masën e shkrirë. Kjo përzierje do të vazhdojë deri në pikëprerjen e vërtikales me lakoren JE përgjatë së cilës përfundon transformimi i masës së shkrirë në austenit. Austeniti qëndron deri në temperaturën e pikëprerjes së vërtikales me lakoren GS nëpër të cilën ai do

të fillojë me u transformua në ferit sekondar(). Tani e tutje feritin primar () dhe ate sekondar () do ti quajmë vetëm ferit.

Me ftohjen e mëtejme nën 723C e deri në 20C, ndryshohet vetëm koncentrimi i feritit dhe paraqitet çimentiti terciar i papërfillshëm (në masë shum të vogël që nuk merret parasysh). Dhe në fund në temperaturën normale lidhja do të ketë ferit dhe perlit(eutektoid).

Lidhja eutektoidale me 0,83%C deri në temperaturën 723C është gadi e njejtë sikurse te lidhja paraeutektoidale. Në këtë temperaturë, pikërisht nëpër pikën S austeniti zbërthehet njëkohësisht në ferit dhe çimentit sekondar, duke u formua një përzierje e mirë, e imët mekanike që e quajmë perlit

(+Fe3C’’)e që mbetet e pandryshuar deri në temperaturën normale. Lidhja me 1,4 %C u përket lidhjeve prapaeutektoidale. Nga masa e lëngët në temperaturën e pikëprerjes me lakoren likuiduse BC fillon lindja e kristaleve të austenitit drejtëpërdrejt nga lëngu që me uljen e temperaturës deri në ate të pikëprerjes me lakoren JE (ku përfundon ngurtësimi), përfundon kristalizimi në austenit. Në temperaturën e pikëprerjes me lakoren ES austeniti zbërthehet në çimentit sekondar (Fe3C”), i cili do të mbetet deri në temperaturën normale. Në temperaturën

eutektoidale (723C) e deri te ajo normale lidhja do të fitojë edhe perlit, d.m.th. kjo lidhje do të ketë perlit dhe çimentit sekondar. Lidhja me 3% C quhet lidhje paraeutektike. Kristalizimi i saj fillon me lindjen e kristaleve të austenitit nga lëngu që nga temperatura në pikëprerjen e lakores BC me vërtikalen e lëshuar. Nën

temperaturën eutektike 1147C ose nën vijën EC në këtë lidhje do të gjejmë: austenit, ledeburit dhe

çimentit sekondar. Nën temperaturën eutektoidale 723C, pas zbërthimit të tërë të austenitit, e deri te temperatura normale lidhjet paraeutektike do të kenë : ledeburit, çimentit sekondar dhe perlit. Për të dallua lidhjet eutektike nga ato eutektoidale, si dhe simbolizimin e tyre, paraqesim një lidhje paraeutektike: perlit + çimentit sekondar + ledeburit

[ + Fe3C” ]e + Fe3C” + [e + Fe3C’e ] eutektoidale eutektike


2003 97

Lidhja eutektike me 4,3% C lind në temperaturën eutektike (1147C), pikërisht në pikën C , në të cilën njëkohësisht lindin nga lëngu austeniti dhe çimentiti primar eutektik . Ky kristalizim eutektik bënë që lidhja eutektike të ketë strukturë të imtë karakteristike për përzierjet mekanike. Kjo strukturë mbetet deri në temperaturën normale . Në lidhjen prapaeutektike me 5% C vërejmë se kristalizimi fillon në temperaturën e pikëprerjes së lakores CD me vërtikalen e lëshuar nëpër të cilën lindin kristalet e çimentitit primar (Fe3C’). Me

ftohjen e mëtejshme nën temperaturën eutektike 1147C dhe pastaj nën temperaturën eutektoidale

723C deri në temperaturën normale kjo lidhje do të përmbajë më pak perlit dhe ledeburit. D.m.th. lidhjet prapaeutektike do të kenë çimentit primar, ledeburit dhe pak perlit. STRUKTURAT MË TË RËNDËSISHME TE LIDHJET Fe-C Prej asaj që është shenuar më lartë shihet se te lidhja Fe-C si më të rëndësishme çfaqen këto struktura:

-feriti primar-

-feriti sekondar- (grafiti)

-Austeniti- -perliti –( +Fe3C”)e -çimentiti primar-Fe3C’ -çimentiti sekondar –Fe3C”

-ledeburiti - e + Fe3C’e -martenziti -trostiti -sorbiti Feriti – e ka marrë emrin nga fjala latine për hekurin: ferum. Është komponentë strukturale e çelikut

e cila paraqet tretjen në -Fe të komponenteve të ndryshme lidhëse (Cr,Si,P etj.). Elementet lidhës (Cr,Mn,Si,P etj.) në ferit zakonisht arrijnë nga mineralet (xehet) dhe nuk mund të mënjanohen tërësisht gjatë proqesit të prodhimit. Vetitë mekanike të feritit janë: qëndrueshmëria në tërheqje 275 N / mm2 (epruveta normale), është i butë (HB=780-:-980 N/mm2). Austeniti (ose osteniti)-e ka marrë emrin sipas fizikantit anglez Robert Austen. Është një komponentë strukturale e çelikut që paraqet një tretje të ngurtë jomagnetike të karbonit në formë

çimentiti Fe3C dhe elementeve lidhës në -Fe. Te çeliqet karbonike (pa elemente tjera lidhëse), austeniti në përzierje me ferit ose çimentit përfitohet duke e ngrohur mbi teperatura kritke dhe në to është stabil. Me ftohje të shpejtë, austeniti kalon në martenzit Me ftohje diçka më të ngadalshme në trostit Me ftohje edhe më të ngadalshme kalon në sorbit dhe Me ftohje krejtësisht të ngadalshme në perlit


98 2003 .

Martenziti –e ka marrë emrin spas metalurgut gjerman Martens. Paraqet strukturën e çelikut e cila përfitohet pas kalitjes (ftohjes së shpejtë), gjë që është e tejsforcuar, me plasticitet të ulët dhe fortësi jashtëzakonisht të madhe HB>4900 N/mm2. Trostiti (ose trustiti )- e ka marrë emrin sipas shkencëtarit anglez Trusti. Ka mikrostrukturë më të imët dhe fortësi më të madhe se sorbiti. Është përfitu me ftohje diçka më të shpejtë se gjatë formimit të sorbitit. Paraqet përzierje mekanike të feritit dhe çimentitit sekondar. Sorbiti-e ka marrë emrin sipas gjeologut anglez H.S.Sorbit i cili i pari e ka përdorë mikroskopin në kristalografi. Sorbiti është strukturë e çelikut e cila paraqet produkt të shkatërrimit të austenitit. Paraqet përzierje mekanike të feritit dhe çimentitit. Perliti-është komponentë strukturale e çeliqeve në gjendje që kanë pas riardhjes (ftohjes së ngadalshme) ose pas petëzimit. Perliti është përzierje eutektoide e feritit dhe çimentitit. E ka fortësinë relativisht të vogël (HB=1800 N/mm2 ). Çimentiti-paraqet bashkëdyzim kimik të hekurit me karbonin (Fe3C). Karbiti i hekurit Fe3C e ka

temperaturën e shkrirjes mbi 1600C. Kur veqohet direkt nga masa shkrirë quhet çimentit primar, kur veqohet nga tretja e pastër –nga austeniti, quhet çimentit sekondar. Ledeburiti-e ka marrë emrin sipas shkencëtarit gjerman Ledebur. Është komponentë strukturale e gizave të bardha të derdhura, që paraqet përzierjen eutektike të çimentitit dhe austenitit që përfitohet pas ngurtësimit të hekurit të derdhur. Përmbajtja e karbonit në ledeburit është 4,3%C. Ledeburiti është i fortë dhe i thyeshëm dhe nga të gjitha lidhjet hekur – karbit hekuri e ka temperaturën e

shkrirjes më të ulët 1147C.

Feriti Perliti Austeniti

Fig.105- Strukturat më të rëndësishme të lidhjes Fe-C

Fatmir

Ferit

r Çerkini

Ferit (500:

dhe perlit 0,

Martenzi

:1)

35%C (500

it (500:1) Fig.

0:1)

.106 -Struktu

2003

urat që lajm

Perli

Çërohen te lid

TEK

Perlit (5

it dhe çiment

Çimentiti kokdhja Fe-C

KNIKA E MA

500:1)

tit 1,1%C (50

krrizor (500:

ATERIALEV

9

00:1)

:1)

VE

99

TEKN

100

TreatmenMagnificaEtching mSamplingTesting relight bandferrite-pea

NIKA E MAT

nt : untreateation : 50 : medium : 3 g / Specificatesult : ded microstrarlite structu

TERIALEVE

Fig.1

ed 1 % alcoholic tion : longitu

ructural arraure

E

107- Struktu

nitric acidudinal

angement

2003

urat në lidhje

TreMagEtcSamTeslighferr

3

en Fe-C të z

eatment : unagnification :ching mediummpling / Spesting result :ht banded mirite-pearlite

zmadhuara

ntreated : 100 : 1 m : 3 % alcocification :

icrostructurastructure

oholic nitriclongitudinal

al arrangem

Fatmir Çerk

c acid l

ment

kini

.


2003 101

KRAHASIMI I DIAGRAMIT STABIL ME ATE METASTABIL

VIIIV

VI

0,023 0,830,68

X0,025IX

910

V

XI

2,032,06

4,26

4,3

XII

masa e shkrirë +

1539

austenit

°CMasë e shkrirë

II

I

VIII

6,687%C

738

723

1320

M.e shk. +g'III 1153

1147

(g)

g

a (ferit)

a+g

g+g''

a +

(a+g'')e

g''+

(a+g'')e

+(ge+g'e)

g

+g'

+(ge+g'e)

g'

+(ge+g'e)

lede

buri

t( g

e+g'

e)XIIIg'

(a+g'')e

+(ge+g'e)

g''+

(a+g'')e

per

lit

(a+

g'')e

Fig.108- Krahasimi i diagramit stabil me atë metastabil te lidhjet Fe-C

Duke i shfrytëzua diagramet në fig.104 dhe 108 do të tregohen vetëm dallimet esenciale: Në fushat e shënuara me numrat romak I,II,IV,V dhe IX gjithçka qëndron njësoj si në diagramin stabil ashtu edhe në ate metastabil. Në fushën III te diagrami stabil Fe-grafit fillon ndryshimi, sepse nga lëngu tani lind grafiti si karbon i lirë e jo çimentiti si komponim kimik. Aty do të kemi lëng dhe grafit. Në fushën VI në vend të çimentitit sekondar do të kemi grafitin sekondar (γ+g”). Në fushën VII do të kemi : γ+g”+(γe+g’e). Në fushën VIII do të kemi në vend të ledeburitit, kristale eutektike (γe+g’e) dhe në vend të çimentitit primar, grafit primar g’. Në fushën X në vend të perlitit do të ketë kristale eutektoidale (α+g”)e dhe ferit α. Në fushën XI do të ketë : g”+(α+g”)e Në fushën XII do të ketë grafit sekondar, kristale të lidhjes eutektoidale dhe kristale të lidhjes eutektike : g”+( α +g”)e +(γe+g’e). Në fushën XIII do të ketë :g’+( α +g”)e+(γe+g’e). Pas këtyre krahasimeve mund të nxjerrim se ekzistojnë këto ndryshime esenciale në mes diagramit stabil (Fe-grafit), nga diagrami metastabil (Fe-çimentit):


102 2003 .

-ç’vendosja e temperaturës eutektike nga 1147 në 1153 C, si dhe temperaturës eutektoidale nga 723

në 738C. -ç’vendosja e koncentrimit eutektoidal nga 0,83 në 0,68 %C dhe atij eutektik nga 4,3 në 4,26 %C . -lindja e grafitit g’ dhe g” në vend të çimentitit -lidhja eutektoidale nuk quhet perlit , -lidhja eutektike nuk quhet ledeburit, -proqesi i ftohjes zhvillohet në kushte të ftohjes shum të ngadalshme. 4.0. METALURGJIA E HEKURIT Prodhimet kryesore të metalurgjisë së hekurit janë: 1.Hekuri i papërpunuar 2.Hekuri i derdhur 3.Çeliku Hekuri i papërpunuar Hekurin e papërpunuar mund ta ndajmë në dy lloje: a)Hekur të papërpunuar që përfitohet nga xehja e hekurit në furra të larta ose në elektrofurra, dhe b)Hekur regjenerativ të papërpunuar që përfitohet me shkrirjen e hekurit të vjetër me një sasi të nevojshme të karbonit në furra të Siemens –Martinit. 4.1. PROQESI I PËRFITIMIT TË HEKURIT TË PAPËRPUNUAR NË FURRAT E LARTA Për përfitimin e hekurit në furra të larta si material përcjellës janë xehet e hekurit: sideritiFe3CO3(48%), magnetiti Fe3O4(60%), limoniti 2Fe2O3+3H2O(60%) dhe hematiti Fe2O3(50%). Para vendosjes në furrë të lartë xehja pastrohet dhe teret. Si lëndë djegëse në furrë përdoret koksi metalurgjik me fortësi të mirë me sa më pak sulfur (S) max 1,25%. Xehes i shtohen edhe shkrirësit, detyra e të cilëve është që përbërësit në hekur që vështirë shkrihen t’i shndërrojë në shkrirës të lehtë. Këta shkrirës mund të jenë acide dhe baza . Furra e lartë mbushet në shtresa gjegjësisht një rend lëndë djegëse e një rend xehe me shkrirësa (fig.109).


2003 103

Fig.109- Furra e lartë për përfitimin e hekurit

Lartësia e furrës mund të arrijë deri në 30 m, prej nga edhe e ka marrë emrin furra e lartë. Proqesi në një kësi furre mund të zgjasë pandërpre edhe deri në 4 vjet. Kapaciteti i furrave bashkohore mund të jetë edhe 1200 t hekur në ditë. Në pjesën e poshtme të furrës gjindet vrima për lëshuarjen e hekurit të shkrirë. Pak më lartë gjindet vrima për lëshuarjen e mbeturinave që notojnë mbi masën e shkrirë. Mbi vrimën për mbeturina gjinden vrimat për fryerjen e ajrit të nxehtë . Për t’u zhvillua normalisht proqesi në furrlartë dhe për t’u sigurua temperatura e lartë, duhet që ajri të futet i ngrohur 800-1000°C. Ngrohja e tij bëhet në ajërngrohës, veshja zjarrëduruese e të cilave ngrohet nga gazi i furrëlartës deri në 1200-1400°C brenda dy orëve. Pastaj ndërpritet dhënia e gazit dhe në drejtim të kundërt dërgohet ajri i ftohët, i cili, duke kaluar nëpër veshjen zjarrëduruese, ngrohet gjatë 1 ore, prandaj ajërngrohësit punojnë me rend me një orë diferencë. Në furrlartë ndodhin këto proqese:


104 2003 .

Lënda e djegëshme digjet nga rryma e ajrit të nxehtë sipas reaksionit: C + O2 = CO2 + nxehtësi. Dioksidi i karbonit i formuar, kur takohet me koksin e skuqur, kthehet në oksid karboni sipas reaksionit: CO2 + C = 2CO – nxehtësi. Në temperaturën 500-900°C oksidi i hekurit reduktohet sipas reaksioneve: 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 + nxehtësi Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 – nxehtësi FeO + CO = Fe + CO2 + nxehtësi. Pra reduktimi bëhet sipas kësaj skeme:

.4332 FeFeOOFeOFe

Njësoj bëhet reduktimi i oksidit të manganit dhe siliciumit, sipas reaksioneve: MnO + C = Mn + CO – nxehtësi SiO2 + 2C = Si + 2CO – nxehtësi etj. Fosfori futet në furrlartë me xeheror, i cili duke bashkëvepruar me hekurin, formon fosfurin e hekurit, sipas reaksionit: P + 3Fe = Fe3P. Squfuri ndodhet në mineral dhe në koks në trajtë piriti ose squfuri. Në furrlartë piriti shpërbëhet: FeS2 = FeS + S. Për shkak të temperaturës së lartë, hekuri i reduktuar shkrihet, e duke rrjedhur nëpër shtresat e koksit të skuqur, ngopet me karbon, duke formuar gizën, e cila grumbullohet në vatrën e furrës. Varësisht nga xehja dhe proqesi i shkrirjes, hekuri përveq karbonit do të përmbajë në sasi më të vogël apo më të madhe elementet përcjellës, siq janë: Si,P,Mn dhe S. Përveç gizës për ripunim dhe për shkritore, që është prodhimi kryesor, nga furrlarta prodhohet edhe zgjyra, e cila përdoret për prodhimin e çimentos e të materialeve tjera të ndërtimit (si tullat e ndryshme) dhe gazi i furrlartës, me aftësi kalorike 3560-3980 kJ/m3, i cili pas pastrimit nga pluhuri përdoret si lëndë e djegshme për ngrohjen e ajrit në ajërngrohës. Varësisht nga përmbajtja kimike e xehes, hekuri i papërpunuar mund të jetë disa llojesh: -nëse xehja përmban më shum mangan, atëherë fitohet hekuri i bardhë i papërpunuar (hekur-çimentit) Fe-Fe3C, e që me përpunim të mëtejmë prodhohet çeliku. Shumica e hekurit të prodhuar është hekur i bardhë. -nëse xehja përmban më shum silicium i cili i shkatërron karbidet, karboni merr formë të grafitit. Kështu fitohet hekuri i hirtë i papërpunuar, e që me përpunim të mëtejmë prodhohen gizat.


2003 105

4.2. ÇELIKU DHE PRODHIMI I TIJ Çeliku prodhohet nga giza për ripunim: Për të kaluar nga giza në çelik duhet të ulet përmbajtja e karbonit në më pak se 2,14%. Krahas me këtë, ulet edhe përqindja e elementeve tjerë (Si, Mn, S, P). Ndarja e karbonit dhe elementeve tjerë nga giza bëhet duke i djegur ato (duke i shndërruar në okside) me oksigjenin e ajrit apo oksidin e hekurit. Sot përdoren tri mënyra kryesore të prodhimit të çelikut: proqesi konvertor, proqesi në furrën Martin, proqesi në furrën elektrike. Përfitimi i çelikut në konvertorë Në konvertorët Besemer, Tomas, LD, çeliku përfitohet nga giza e lëngët, duke zvogluar përqindjen e karbonit nga oksigjeni i ajrit ose oksigjeni i pastër pa përdorur lëndë djegëse. Nxehtësia e nevojshme për prodhimin e çelikut sigurohet nga reaksionet ekzotermike të oksidimit të elementeve që përmban giza, si : C, Si, Mn. Konvertori Besemer ka formë dardhe të paisur në fundin e tij me ajër fryrës. Të njejtën formë e ka edhe konvertori Tomas (fig.110).

TEKN

106

Oksigjentemperatusasi të mpër zhvilproqesin është burveçohen

NIKA E MAT

Fig.110- Sk

ni i ajrit futurë rreth 13

madhe të nxelimin deri nBesemer d

rim nxehtësgjatë proqe

TERIALEVE

kema e mbus

tet prej së 300°C, djeg ehtësisë, dunë fund të pduhet të përie, kurse pësit.

E

shjes, punës

poshtmi mkarbonin d

uke bërë qëproqesit të prmbajë sasi ërmbajtja e s

2003

dhe zbrazjes

me presion dhe elemente temperatur

prodhimit tëtë madhe t

squfurit dhe

3

s së një konv

dhe përshket tjerë (Si,ra e banjos ë çelikut, qëtë Si dhe Me e fosforit d

vertori për pë

kon gizën eMn). Reakstë rritet 16

ë zgjatë 15-2Mn, sepse dj

duhet të jetë

ërfitimin e ç

e lëngët nësionet e oks600-1650°C20 min. Siçjegia e këtyë minimale

Fatmir Çerk

çelikut

ë konvertor sidimit çliroC. Kjo mjafç shihet gizayre element, sepse ato n

kini

.

r në ojnë fton a në teve nuk


2003 107

Konvertori i Besemerit është i mveshur nga brenda me material zjarrdurues me bazë siliciumi (SiO2).

Ndërsa për prodhimin e çelikut nga giza me përqindje të lartë të fosforit (1,5% e më shum) përdoret konvertori Tomas. Ndërtimi i tij dhe parimi i punës është i njejtë me të Besemerit dhe ndryshon vetëm nga veshja e brendshme e tij sepse bëhet me tulla magnezite (MgO). Çeliqet e përfituar në konvertorët Besemer dhe Tomas janë poroz për shkak të përmbajtjes së gazeve, veçanërisht të azotit. Gjithashtu përbërja kimike e çelikut nuk mund të rregullohet për shkak të kohës shum të shkurtër dhe nuk mund të prodhohen çeliqe të lidhura, sepse ndodhë djegia e elementeve. Këto janë të metat e këtyre konvertorëve. Kështu sot përdorim të gjërë kanë gjetur konvertorët LD. Fig.111-Ndërtimi i brendshëm i konvertorit

Konvertori LD (Linz-Donawitz)* Prodhimi i çelikut me proqesin LD është gadi i njejtë me proqesin Besemer dhe Tomas. Edhe këtu përdoret konvertori me trajtë të përafërt. Ndryshimi është se nuk futet ajër nga posht por oksigjen nga lart nëpërmjet një fryrësi, që vendoset mbi nivelin e banjës së gizës së shkrirë. Kjo bënë që të mënjanohet efekti i dëmshëm i azotit në banjën e lëngët. Si rrjedhim, mund të prodhohet çelik edhe nga giza me përmbajtje të ulët të elementeve P, Si, etj. Në këtë konvertorë mund të shkrihen edhe rikuperot (mbetjet metalike), gjë që ka rëndësi të madhe ekonomike.

*Linz-Donawitz,dy qytete në Austri ku është përdorë për herë të parë ky konvertor

TEKN

108

Mçeliqe me Pdhe Tom

NIKA E MAT

Me këtë proe pak karborodhimtaria

mas.

F

TERIALEVE

oqes përfitohon, me shuma në konver

Fig.112-Pro

E

hen çeliqe m karbon, partorin LD ë

oqesi i punës

2003

të ndryshmak të lidhurashtë rreth 1

s në konverto

3

me me përma ose shum 10 herë më

orin LD

mbajtje të catë lidhura, te madhe se

aktuara të etë cilësisë sëe në konver

Fatmir Çerk

elementeve,ë lartë, etj.rtorët Besem

kini

.

, si:

mer

Fatmir

r Çerkini

Fig.113- N

Një repart pë

2003

ër përfitimin

e çelikut në

TEK

ë konvertorë

KNIKA E MA

100t

ATERIALEV

1

VE

109


110 2003 .

Furra e Simens-Martinit për përfitimin e çelikut Përfitimi i çelikut në furrat e Simens-Martinit ka rëndësi të posaqme sepse në to mund të përpunojmë sasi të dukshme të çeliqeve shkart edhe deri në 80% të kapacitetit. Xehja e përgaditur dhe hekuri i vjetër vendosen në paisjen për mbushje e cila e shtyn në furrë. Furra ka dy komora për djegie të cilat punojnë me rend: derisa nëpër njërën sillet lënda djegëse (gazi, vaji për djegie, mazuti) dhe ajri i nxehtë, nëpër nxemësin tjetër dalin gazrat e djegur të cilët barten në komore për të nxe ajrin dhe muret e komoreve. Pas pak ndërrohet kahja e rrymimit dhe vazhdon proqesi i njejtë (fig.114). Me këtë metodë prodhohen çeliqe jo aq kualitative. Çeliqet e cilësisë së lartë karbonike dhe të lidhur prodhohen në furra elektrike.

Fig.114-Furra e Simens-Martinit

Fatmir

Ashndërroh P 1 2atmosferë 3çeliku i lkëtu ësht 4menjanoh 5 E

r Çerkini

Fur

Agregatet mhet në nxehërparësitë e.Përgaditja .Mungesa eë asnjanëse .Mund të arlidhur me ptë i mundur .Mund të pëhen nga zgj.Humbjet e

E metë e këty

rra elek

ë të përsosuhtësi, që ëshe prodhimit e furrës ëshe flakës okose reduku

rrihen tempërmbajtje tërregullimi iërdoren mayra. metalit janëyre furrave

F

ktrike pë

ura për prodtë e nevojshnë këto furr

htë shum e tsiduese dhe

uese, bëhet deratura të laë lartë të eli temperatur

ateriale me p

ë të vogla, eështë kosto

Fig. 115-Fur

2003

ër prodh

dhimin e çehme për shkra janë: thjesht. e hyrja e pdezoksidimiarta (mbi 20ementeve lirës. përmbajtje

etj. oja e lartë ng

rra e lartë ele

himin e

elikut janë fkrirjen e çel

pakt e ajrit i i mirë i çe000°C), gjë idhëse, si: C

të lartë përz

ga hargjimi

ektrike bash

TEK

çelikut

furrat elektrikut.

jep mundëlikut dhe zgqë jep mun

Cr, Ni, V, T

zierjesh të d

i madh i en

hkohore (200

KNIKA E MA

rike, ku ene

si që në fugjyrës. ndësi të prodTi, W, Mo,

dëmshme (S

nergjisë elek

0 t)

ATERIALEV

1

ergjia elektr

urrë të krijo

dhohet çdo etj. Gjithas

S,P), sepse

ktrike.

VE

111

rike

ohet

lloj shtu

ato

TEKN

112

4.3. HEK Hekuri i elementeSiliciumiçimentitishpejton MangançimentitivepriminFosfori naftësinë p

NIKA E MAT

1

KURI I DE

derdhur ëseve përcjellëi në hekur t dhe ndarjrritjen e krii në hekurit dhe ndihm

n e dëmshëmnë hekurin epër derdhje

TERIALEVE

1-mbushja e f

ERDHUR

shtë lidhje eëse (siliciumtë derdhur jen e grafitistaleve të gn e derdhurmon formimm të tij. e derdhur gdhe rezisten

E

Ffurrës me he

3-largimi

e cila përmm, mangan,

është në pëtit. Silicium

grafitit. r sillet në p

min e perlit

gjendet prejncën ndaj k

2003

Fig.116-Elektekur të vjetëri troskës, 4-d

mban më tepfosfor, squfërmbajtje pmi formon

përmbajtje ptit lamelar.

j 0,1-0,6%.konsumit, nd

3

trofurra r dhe xehe të derdhja e çel

për se 2,14%fur) dhe elemrej 0,5-3,5%numër të m

prej 0,3-1,2Mangani e

Prezenca edërsa e zvog

hekurit, 2-shlikut

%C, si dhe nmente tjera%. Siliciummadh të qe

2%. Mangane lidh squfu

e fosforit nëgëlon shtalb

hkrirja,

një përqindj.

mi ndikon nëendrave kri

ni e pengonurin dhe kë

ë hekurin e bësinë.

Fatmir Çerk

je të caktua

ë zbërthimiistalizuese d

n zbërthimiështu e peng

derdhur e r

kini

.

ar të

in e dhe

in e gon

rritë


2003 113

Squfur në hekurin e derdhur ka deri në 0,15%. Është element i dëmshëm, sepse prezenca e tij në hekurin e derdhur e rritë thyeshmërinë, e vështirëson zbërthimin e grafitit, e zvogëlon aftësinë për derdhje dhe shkakton plasaritje në detalet e derdhura. Ndikimi i dëmshëm i squfurit neutralizohet me shtimin e manganit. Vetitë dhe përdorimi i hekurit të derdhur varen nga forma e karbonit që ndodhet në strukturën e hekurit. Karboni në hekurin e derdhur mund të gjindet në dy forma: -si karbid hekuri (çimentit) Fe3C ose karbid i fituar me lidhjen e karbonit me elemente tjerë (Cr, Mo, W, V, etj), dhe -si karbon i pastër (grafit). Varësisht nga mënyra e përfitimit dhe forma e paraqitjes së karbonit në hekur,dallojmë këto lloje të hekurit të derdhur: 1. Giza e bardhë 2. Giza e hirtë 3. Giza sferoidale 4. Giza e lidhur 5.Giza e temperuar Giza e bardhë Karboni këtu gjindet i lidhur në formë çimentiti ose karbideve tjerë. Elementet kryesor këtu janë: çimentiti, ledeburiti dhe perliti. Përbërja kimike e gizës së bardhë sillet prej 2,2-4% C, 0,3-1,5% Si dhe 0,4-1,5 % Mn. Për nga vetitë mekanike giza e bardhë është shum e fortë, rezistuese në fërkim dhe shum vështirë përpunohet me gdhendje, për ktë zakonisht përpunohet me retifikim. Për shkak të fortësisë shum të madhe, giza e bardhë nuk mund të përpunohet me deformacion plastik. Giza e bardhë e leguruar dallohet për rezistencë të lartë ndaj korrozionit, ndaj temperaturave të larta dhe ndaj thartirave. Varësisht nga struktura dhe pamja e sipërfaqes në vendin e thyerjes dallojmë dy lloje gizash të bardha: -Giza e bardhë e fortë-kur copa e derdhur ka strukturë të derdhjes së bardhë në tërë thellësinë. Detalet e derdhura kanë fortësi të madhe (deri 500 HB),janë të thyeshme dhe rezistuese ndaj konsumit, por nuk janë të qëndrueshme ndaj ngarkesave dinamike. Mund të përpunohen vetëm me retifikim. Nga kjo gizë punohen detale që janë të ngarkuara në konsum të përhershëm. -Giza e bardhë korefortë-kur vetëm shtresa sipërfaqësore ka strukturën e gizës së bardhë, një cipë e fortë me çimentit, ndërsa pjesa e brendshme (zemra) ka grafit. Në vendin e thyerjes sipërfaqja e shtresës së jashtme (cipa) është e bardhë, ndërsa duke shkuar kah brendia ajo është e hirtë. D.t.th. struktura e kësaj gize është e bardhë në të hirtë dhe për këtë arsye shpesh quhet gizë e melioruar (e përzier).


114 2003 .

Giza e hirtë Është disa llojesh dhe kryesisht përdoret si material konstruktiv. Giza e hirtë quhet edhe derdhje e hirtë dhe karakterizohet me përmbajtje të siliciumit 1,5-4,25%. Giza e hirtë paraqet llojin e gizave më të lira dhe më të përdorura. Përfitohet me përpunimin (rishkrirjen)e hekurit të hirtë të papërpunuar në furra përkatëse, i cili shkrihet së bashku me mbeturina të detaleve të ndryshme nga hekuri i derdhur dhe çeliku. Giza e hirtë përmban 3-4% karbon në formë grafiti lamelar (60-90%)dhe pjesa tjetër e lidhur në çimentit. Giza e hirtë shkrihet në temperaturën 1200°C, ndërsa derdhet nga 1400-1500°C. Ka veti të mira për derdhje dhe paraqet materialin kryesor për prodhimin e pjesëve të derdhura prej gize. Pjesët e derdhura prej gizës së hirtë e kanë qëndrueshmërinë në tërheqje 120-320 N/mm2, në lakim 280-520 N/mm2 dhe në shtypje 500-1000 N/mm2. Fortësia e gizës së hirtë është 120-280 HB. Giza e hirtë mund të përpunohet mirë me gdhendje, mund të saldohet dhe të përpunohet termikisht, por nuk mund të përpunohet me deformim plastik. Rezistenca ndaj korozionit e gizës së hirtë është mjaft e lartë. Prej gizës së hirtë ndërtohen pjesë të ndryshme në industrinë e makinave (rrota me dhëmbë-ingranazh, cilindra, bazamente makinash, blloqe të motorave, pulexha, etj. Giza sferoidale Është giza e cila përfitohet me shkrirjen e sërishme të hekurit të hirtë të fituar në furra të larta ku një sasi e caktuar e karbonit ndahet (zbërthehet) në formë të grafitit sferoidal. Në mënyrë që të fitohet grafiti sferoidal, masës së shkrirë i shtohet magnez ose kalcium. Së pari bëhet dezoksidimi (largimi i oksidit) i masës së shkrirë, e pastaj i shtohet magnezium deri në 0,5%, i cili formon qendrat e kristalizimit të grafitit sferoidal. Giza sferoidale përmban: 3,2-3,9%C, 1,7-2,8%Si, deri në 0,5%Mn dhe pak fosfor dhe squfur. Struktura bazë e gizës sferoidale mund të jetë ferite, ferito-perlite ose perlite. Për shkak të ndarjes së grafitit në formë të sferave, kjo gizë ka veti mekanike dhe teknologjike më të mira se giza e hirtë. Qëndrueshmëria e gizës sferoidale është prej 370-800 N/mm2. Fortësia e saj pas përpunimit termik (kalitjes)është 55-60 HRC. Derdhshmëria e gizës sferoidale është mjaft e mirë, kështu që mund të fitohen detale me mure të holla. Ka përpunueshmëri të mirë me prerje dhe saldueshmëri të mirë. Deri diku mund të përpunohet edhe me deformim plastik. Giza sferoidale ka përdorim mjaft të gjërë në industri. Përdoret për punimin e pjesëve të motorave, të makinave bujqësore, etj. Nga kjo gizë punohen pistona, boshte brrylore, pulexho, dhëmbëzorë, etj.


2003 115

Giza e lidhur Për tia përmirësuar vetitë mekanike, siç janë fortësia dhe elasticiteti, gizës së derdhur i shtohen në sasi më të vogël elemente legurues: Cr, Ni, Ti, Mo, Cu dhe Al. Elementet legurues nuk kanë ndikim të njejtë, disa prej tyre lehtësojnë ndarjen e grafitit siç është Ni, të tjerët lehtësojnë formimin e karbidit siç është Cr. Gjatë legurimit duhet patur kujdes në përmbajtjen e tërë të C+Si. Me zgjedhjen dhe dozimin e drejtë të elementeve legurues, fitohet gizë me kualitet të lartë. Qëndrueshmëria e gizës rritet me shtimin e nikelit dhe molibdenit. Fortësia dhe rezistenca ndaj konsumit rritet me shtimin e manganit, kromit molibdenit dhe nikelit. Qëndrueshmëria në temperatura të larta përmirësohet me shtimin e siliciumit, kromit, aluminit , niklit dhe molibdenit. Giza e temperuar Giza e temperuar apo giza e pjekur është lidhje e hekurit dhe karbonit, në strukturën e së cilës pas ngurtësimit nuk mbetet karbon i lirë, por i tërë karboni lidhet në formë të perlitit dhe çimentitit (Fe3C). Me anë të përpunimit termik-temperimit të kësaj gize fitohet struktura bazë ferite ose perlite. Me temperim arrihet zbërthimi i çimentitit dhe dekarbonizimi i pjesshëm (giza e bardhë e temperuar) ose zbërthimi i çimentitit (giza e zezë e temperuar). Përpunimi termik bëhet me pjekje në temperaturë prej 900 deri 1050°C, brenda kohës 4 deri 6 ditë. Kjo kohë e pjekjes bën të mundur zbërthimin e çimentitit në hekur dhe karbon (Fe3C →3Fe+C), me ç’rast grafiti ndahet në formë fjollash, të cilat quhen karbon i temperuar ose i pjekur. Giza e temperuar ka derdhshmëri të mirë dhe qëndrueshmëri të afërt me çelikun. Përdoret për punimin e detaleve të cilat duhet të kenë veti më të mira se ato të gizës së hirtë ndërsa prodhimi i atyre pjesëve nga çeliku do të ishte i shtrenjtë dhe i vështirë. Në bazë të përbërjes kimike, mënyrës së përfitimin, strukturës dhe vetive dallojmë dy lloje të gizës temper: - gizë temper e bardhë - gizë temper e zezë Giza temper e bardhë ka strukturë shum të mirë, mund të farkëtohet, të ngjitet me kallaj, të saldohet, të përpunohet me gdhendje dhe të kalitet. Qëndrueshmërinë në tërheqje e ka prej 340-480 N/mm2, zgjatimin 3-15% dhe fortësinë 200-230 HB. Përdoret për punimin e detaleve të derdhura me mure të holla: detaleve të biçikletave, makinave qepëse, makinave bujqësore, etj. Giza temper e zezë quhet ajo gizë te e cila pas përpunimit termik lirohet e tërë sasia e karbonit dhe mbetet vetëm rrjeta ferite. Giza temper e zezë sipërfaqen e thyerjes e ka të zezë. Gjatë ftohjes tkuret për 1,5%. Ka qëndrueshmëri në tërheqje deri në 700 N/mm2, zgjatim prej 2 der 10 % dhe fortësi 150-290 HB. Ka përdorim më të gjerë se giza e bardhë temper. Përdoret për punimin e detaleve të derdhura me mure të trasha: shtëpiza, lidhëse dhe kthesa gypash, pjesë të motorit, të makinave bujqësore, etj.

TEKN

116

4.4. MË Derdhja poshtë (m a)Derdhçelik në tE meta krryma e ç

b)Derdhmbi një pvendosurkundrejt disa form

NIKA E MAT

ËNYRAT E

e hekurit dme sifon); c)hja nga lartemperaturëkryesore e kçelikut të sh

hja nga posplatformë gra në trajtë raksit të hin

ma përnjëher

TERIALEVE

E DERDHJE

dhe çelikut c)derdhje kort përdoret pë më të ulët,kësaj metodhkrirë bie në

shtë lejon tëgize 3, që karrezesh, duk

nkës. Kjo mrë, por edhe

E

ES SË HEK

të shkrirë bontinuale (ppër të derdh, gjë që pakde është se ë formë me

Fig.11.kokila, 2.l

ë mbushet na kanalet 4ke lidhur hin

mënyrë ështëe sipërfaqja

2003

KURIT DH

bëhet në këpa ndërprerhur sasi të vson zgavratkallëpet e dpresion dhe

117-Derdhjaleva pör lësh

në të njejtëntë shtruara

nkën e derdë më e mirë e kallëpeve

3

HE ÇELIK

ëto mënyra:rje). vogla çelikut e tkurrjes dderdhura kae prish cilës

a nga lartë huarjen e der

n kohë një ga me materiadhjes 1 me f

se e para, se del e pastë

KUT

: a)derdhje

u. Me këtë dhe e bënë çanë mjaft desinë e sipërf

rdhjes

grup i madhale zjarrdurformat 2, qësepse, jo veër dhe pa de

nga lart; b

mënyrë muçelikun më efekte në sifaqes së bren

h formash 2ruese. Këto ë janë dy ngetëm që munefekte.

Fatmir Çerk

b)derdhje n

und të derdhtë ngjeshuripërfaqe, sendshme të s

2, të vendoskanale janë

ga dy simetrnd të mbush

kini

.

nga

him r. epse saj.

sura ë të rike hen

Fatmir

r Çerkini

1.hinka e d

a)

derdhjes , 2.fo

Fig.118-D

format , 3.pla

2003

Derdhja nga patforma prej g

poshtë (a dhgize , 4.kana

TEK

he b) alet prej mate

KNIKA E MA

b)

eriali zjarrdu

ATERIALEV

1

urues

VE

117

TEKN

118

c)Der

1.kova me

NIKA E MAT

rdhja pa nd

e çelik të shk

TERIALEVE

dërprerje bushqyes 2 d

a)

krirë , 2.siste

E

bëhet në këtdhe prej tij

Fig.119-De

emi ushqyes ,

2003

të mënyrë: çshkon në fo

erdhja pa ndë 3 dhe 4.ftoh

me gaz

3

çeliku i shkrorma, ku ng

dërprerje (a dhja me ujë, 5.z

rirë nga kovgurtësohet du

b)dhe b) .cilindrat tër

va 1 hidhet nuke u

b)

rheqës, 6.apa

Fatmir Çerk

në sistemin

arati për pre

kini

.

n

erje

Fatmir

ftohur mngurtësuaporositurmirë se dhumbjen Çe saj (qëkristale trrjedhim zvogëlohlingotës fformohet Strashësia

r Çerkini

e ujë 3. Duar tërhiqet pra dhe me ady të parat,

e metalit.

Stru

Çeliku i lëngë kanë tempë imëta. Pai tkurjes

het dhe krisftohet më nt zgavra e tktruktura e e mureve të

uke kaluar nprej ruleve 5anë të kontejsepse nuk k

uktura e

gët derdhet peraturë 20

as formimit së shtresës

stalet 2 vengadalë se e kurrjes 4 dhlingotës vaë kokiles, n

Fig.12

në ftohësit e5, shkon në

ejnerit, shkokërkon paisj

e çeliku

në kokile (f0-80°C), ndtë kësaj sht

s së jashtmndosen ping

jashtmja, khe zona e shkaret nga temnga përbërja

20- Struktur

2003

e tjerë me uë kanalet e aon në repartje të shtrenj

ut të derd

formë) në tdodhë ftohjatrese, metal

me të metalgul me sipërkështu që këkrifët 5.

mperatura da kimike e çe

ra e një lingo

ujë 4, ngurtëaparateve tëtin e laminimta dhe njëk

dhur

temperaturëa e shpejtëli i lingotës lit. Gjithashrfaqen ftohëtu formohe

dhe shpejtëselikut dhe n

ote të hekuri

TEK

ësimi i çelikë prerjes memit. Kjo ësh

kohësisht rri

n 1540-158ë e tij, duke

largohet pahtu, shpejtëëse të koki

en kristale m

sia e derdhjnga një seri

it të derdhur

KNIKA E MA

kut intensifie gaz 6, prithtë një mënit prodhimta

80°C dhe sae formuar ak nga murësia e ftohiles. Pjesa emë të mëdha

hjes, nga temfaktorësh tj

ATERIALEV

1

fikohet. Coptet në gjatësnyrë e re, marinë duke u

apo prek mushtresën 1et e kokiles

hjes së çelie brendshma 3. Në ling

mperatura djerë (fig.120

VE

119

pa e si të

më e ulur

uret me

s, si ikut

me e gotë

dhe 0).


120 2003 .

4.5. KLASIFIKIMI I ÇELIKUT Bëhet në mënyra të ndryshme. Më së tepërmi bëhet sipas: -mënyrës së prodhimit -mënyrës së përpunimit -cilësisë -strukturës -përdorimit -përbërjes kimike,etj.

Varësisht nga mënyra e prodhimit,çeliku ndahet në: çelik i përfituar në furrë me flakë të Simens-Martinit, në konvertorë të Besemerit, të Tomasit, në konvertorë LD, në furrë elektrike, etj.

Varësisht nga mënyra e përpunimit, çeliku ndahet në: çelik i farkëtuar, çelik i derdhur, çelik i petëzuar, çelik i tërhequr, çelik i presuar, etj.

Varësisht nga cilësia, çeliku ndahet në: çelik i zakonshëm, çelik cilësor dhe çelik i cilësisë së lartë. Çeliqet e zakonshëm janë ato çeliqe te të cilat nuk garantohet përbërja kimike si dhe përbërja e papastërtive të S dhe P. Kjo përbërje e S dhe P është më e madhe se 0,1%. Te këto çeliqe garantohet qëndrueshmëria në tërheqje apo ndonjë veti tjetër mekanike. Çeliqet cilësor përbëjnë më pak se 0,09% S dhe P bashkarisht, gjegjësisht më pak se 0,045% S dhe P veçmas.. Çeliqet e cilësisë së lartë janë ato çeliqe ku përbërja e S dhe P është më pak se 0,07% së bashku, apo më pak se 0,035 %S dhe P veçmas. Këto çeliqe përfitohen në furra elektrike dhe çdoherë përpunohen termikisht.

Varësisht nga struktura, çeliqet ndahen në: çelik eutektoidal, feritik, perlitik, austenitik, ledeburitik, martensitik.

Varësisht nga përdorimi, çeliqet ndahen në : konstruktiv, për vegla, special. Çeliqet konstruktiv (paraeutektoidal)- përmbajnë përqindje të vogël karboni, zakonisht deri në 0,8%. Kanë qëndrueshmëri dhe fortësi të vogël-janë të lirë. Çeliqet për vegla (mbieutektoidal)-zakonisht përmbajnë më tepër se 0,8%C. Përdoren edhe për qëllime tjera, jo vetëm për vegla.

Varësisht nga përbërja kimike, çeliqet ndahen në: karbonike dhe të lidhur. Te çeliqet karbonike elementi kryesor është karboni, por përmbajnë edhe përqindje të vogël të Mn, Si, P dhe S. Vetitë e këtyre çeliqeve varen nga sasia e karbonit prej nga edhe ndahen në çeliqe të buta që përmbajnë 0,05 – 0,5 % C dhe çeliqe të forta që përmbajnë 0,5 – 1,7 % C. Çeliqet e lidhur, varësisht nga përmbajtja e elementeve lidhës mund të jenë: çeliqe me përmbajtje të ulët të elementeve lidhës, çeliqe me përmbajtje mesatare të elementeve lidhës dhe çeliqe me përmbajtje të lartë të elementeve lidhës. Çeliqet ndahen edhe sipas aftësisë kalitëse:


2003 121

-Që kaliten mirë – C > 0,3% - Që nuk kaliten – C < 0,3% Për tu kalitur me sukses çeliku duhet të ketë mjaft C. 4.6. SIMBOLIZIMI I ÇELIQEVE SIPAS STANDARDIT DIN Sipas standardit gjerman DIN 17006 çeliku ndahet në: 1.Çelik i palidhur dhe 2.Çelik i lidhur Çeliqet e palidhur janë ato çeliqe që nuk e kalojnë këtë përbërje kimike: Silicium 0,5% Mangan 0,8% Alumin dhe titan 0,1% Bakër 0,25% Çeliqet e lidhur janë ato çeliqe që e kalojnë vlerën maksimale të elementeve të cekura më lart ose çeliqet të cilëve u shtohen elemente lidhëse me qëllim të arritjes së vetive të posaçme. Çeliqet e lidhur mund të jenë çeliqe me lidhje të ulët ku shuma e tërë elementeve lidhëse nuk është më e madhe se 5% dhe çeliqe me lidhje të lartë ku shuma e tërë e elementeve lidhëse është më e madhe se 5%. Simbolizimi i çeliqeve I. Çeliqet e palidhur a)Çeliqet konstruktiv të zakonshëm që përdoren pa u përpunua termikisht, shenohen me:

simbolin St (Stahl) dhe simbolin numerik i cili tregon qëndrueshmërinë minimale në tërheqje (daN/mm2) .

Shembëll: -çeliku me qëndr.në tërheqje 34-42 daN/mm2, e ka simbolin :St 34 -çeliku me qëndr.në tërheqje 49-60 daN/mm2, e ka simbolin:St 50 b)Çeliqet karbonik cilësor të cilët para përdorimit i nënshtrohen përpunimit termik, te të cilët vetitë mekanike nuk janë kryesore, por ato të fituara pas përpunimit termik, shenohen me:

simbolin C simbolin numerik që tregon vlerën mesatare të përqindjes së karbonit të shumzuar me

100. Duhet theksu se në këtë grup të çeliqeve numrohen ato, të cilat nuk përmbajnë më shum se 0,45% S dhe 0,045% P.


122 2003 .

Shembëll: -Çeliku për çimentim me përmbajtje të karbonit prej 0,12% deri 0,18%, me përmbajtje mesatare të karbonit 0,15%. Simboli i çelikut për përmirësim dhe çimentim është C. Përmbajtja mesatare e karbonit e shumzuar me 100 është 0,15 · 100=15, kështuqë shenja e këtij çeliku është C 15. -Çeliku për përmirësim me përmbajtje mesatare të karbonit prej 0,35 %. Simboli i këtij çeliku prap është C. Përmbajtja mesatare e karbonit e shumëzuar me 100 është 0,35·100=35, kështuqë shenja e këtij çeliku është C35. c)Çeliqet e çmueshëm karbonik, edhe këto çeliqe para përdorimit i nënshtrohen përpunimit termik. Janë ato çeliqe te të cilat përqindja e squfurit dhe fosforit nuk e kalon 0,035%. Simboli i këtyre çeliqeve është Ck. P.sh. nëse çeliqet C 15 dhe C35 përmbajnë maksimalisht squfur 0,035% dhe fosfor 0,035% ato do të quhen çeliqe të çmueshëm dhe do të shenohen me shenjat Ck 15 dhe Ck 35. II. Çeliqet e lidhur a)Çeliqet me lidhje të ulët Shenja e çelikut sipas këtij standardi përmban tri pjesë dhe atë:

simbolin numerik që tregon përqindjen mesatare të karbonit të shumëzuar me 100. simbolin e elementeve lidhëse të radhitur sipas përmbajtjes reale në çelik nga tabela 11:

Tab.11-Elementet lidhës të renditur

Al Cr Co C Cu Mn Ni P S Si Ti V W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

numri i elementit lidhës me ndikim më të madh. Si element me ndikim më të madh konsiderohet ai i cili ka vlerën më të madhe të prodhimit në mes vlerës mesatare të përqindjes së elementit dhe faktorit të ndikimit të tij nga tab.12: Tab.12-Faktorët e ndikimit të elementeve lidhëse

Elementi lidhës Faktori i ndikimit të elementit lidhës Cr,Co,Mn,Ni,Si,W 4 Al,Cu,Mo,Ti,V,Be,Pb,B,Nb,Ta,Zr 10 P,S,N,C,Ce 100 Shembëll: 1.Të gjindet shenja e çelikut që ka: -përqindje mesatare të karbonit C=0,15% -përqindje mesatare të kromit Cr=0,70% Shenja e parë është 15 (sepse 0,15·100=15) Shenja e dytë është Cr (elementi lidhës) Shenja e tretë është 3 (sepse 0,70·4=2,8≈3).


2003 123

Prej nga del se shenja e këtij çeliku është 15 Cr 3 dhe paraqet çelikun me krom që përdoret për çimentim. 2.Tëgjindet shenja e çelikut që ka: -përqindje mesatare të karbonit C=0,25% ( 0,22-0,29%C) -përqindje mesatare të kromit Cr=1,0% (0,9-1,2%Cr) -përqindje mesatare të molibdenit Mo=0,20% (0,15-0,25%Mo) Shenja e parë është 25 (sepse 0,25·100=25) Shenja e dytë është Cr Mo (elementi me ndikim më të madh është kromi) Shenja e tretë është 4 (sepse 1,0%Cr·4=4) Prej nga del se shenja e këtij çeliku është 25 Cr Mo 4 dhe paraqet çelikun me krom-molibden për përmirësim. 3.Të gjindet shenja e çelikut që ka: -përqindje mesatare të karbonit C=0,35% (0,32-0,4%C) -përqindje mesatare të squfurit S=0,2% (0,15-0,25%S), Shenja e parë është 35 (sepse 0,35·100=35) Shenja e dytë është S (elementi me ndikim më të madh që këtu është shtu me qëllim) Shenja e tretë 20 (sepse 0,2·100=20) Prej nga del se shenja e këtij çeliku është 35 S 20 dhe paraqet çelikun për automate. b)Çeliqet me lidhje të lartë Këto çeliqe shënohen ngjashëm me çeliqet me lidhje të ulët. Për shkak të numrit të madh të elementeve lidhës dhe për lehtësi shënimi, te këto çeliqe faktori i ndikimit të elementit lidhës merret ,,1’’,ndërsa për karbonin merret prap ,,100’’. Për dallim të shpejtë nga çeliqet me lidhje të ulët, çeliqeve me lidhje të lartë u shtohet përpara germa ,,X’’. Shenjat plotësuese të çeliqeve Me shenjat plotësuese tregohet: Mënyra e përfitimit të çelikut dhe derdhja Këtu ky smbol shënohet para shenjës bazë të çelikut dhe tregon: B-çelik i përfituar në furrën e Besemerit M-çelik i përfituar në furrën e Simens-Martinit T-çelik i përfituar në furrën e Thomsonit W-çelik i përfituar me proqes të veqantë E-çelik i përfituar në furra elektrike Karakteristikat e veçanta Edhe këtu ky simbol shenohet para shenjës bazë të çelikut dhe tregon: S-i saldueshëm A-i rezistueshëm ndaj vjetrimit


124 2003 .

U-i derdhur i paqetësuar (i pastabilizuar) R-i derdhur i qetësuar (i stabilizuar) RR-posaçërisht i derdhur dhe i qetësuar Z-i tërhequr Gjendja e çelikut Ky simbol shenohet pas shenjës bazë të çelikut dhe tregon: B-me përpunueshmëri më të mirë E-i çimentuar G-i përpunuar termikisht me pjekje të butë K-i deformuar në të ftohët (i tërhequr) U-i petëzuar në gjeendje të nxehtë B-i përmirësuar N-i përpunuar termikisht me pjekje normale Mënyra e përpunimit të mëtejmë A-për riardhje Ak-për zierje As-për shuarje G-për pjekje të butë V-për përmirësim H-për kalitje Vlerat e garantuara Shenohen me simbole numerike pas shenjës bazë (tab13.) Tab.13

Simboli numerik 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Kufiri i rrjedhshmërisë x x x x Përkulja ose ngjeshja x x x x Shtalbësia x x x x Qëndrueshmëria permanente ose në temperatura të larta x Vetitë elektrike ose magnetike x

Shembëll i shënimit të çelikut me lidhje të lartë: Çeliku E 13 Cr V 5 3. 8 është: E-çelik i përfituar në furrë elektrike 13-me përmbajtje karboni 0,13 % (0,13·100=13) Cr V-i lidhur me krom dhe vanadium 5-përmbajtja e kromit është 1,25% (1,25·4=5) 3-përmbajtja e vanadiumit është 0,3% (0,3·10=3 ) 8-me qëndrueshmëri permanente ose në temperatura të larta


2003 125

Çeliqet e derdhur shenohen njësoj me çeliqet e mësipërme. Ndryshimi qëndron vetëm në parashenjë, si: GS-hekur i derdhur GG-gizë e hirtë

SIMBOLIZIMI I ÇELIKUT SIPAS STANDARDIT KROAT (HRN) Simbolizimi përbëhet prej tri pjesëve:

1. Simboli me shkronjë Č, me të cilin shenohet çeliku, 2. Shenja themelore, e cila përmbanë katër simbole numerike, me të cilat shenohet lloji i

çelikut, 3. Shenja plotësuese, e cila ka dy numra, me të cilët tregohet gjendja e çelikut.

Č . XXXX . XX

Shenja e materialit (Shkronjë) Shenja e llojit (shenja themelore) Shenja e gjendjes (shenjë plotësuese)

1. ÇELIQET ME PËRBËRJE KIMIKE TË PAGARANTUAR

Në vendin e 1 është : 0 Në vendin e 2 : shenohet numri që tregon qëndrueshmërinë në tërheqje (tab.1): Tab.14- Qëndrueshmëria në tërheqje

Në vendin e 3 dhe 4 (së bashku): 0… 44 – Çeliqet karbonike me pastërti të pagarantuar dhe çeliqet me kualitete tregtare 45… 89 – Çeliqet me pastërti të garantuar dhe me përbërje të garantuar të disa elementeve 90… 99 – për automate

2. ÇELIQET KARBONIKE DHE TË LIDHURA ME PËRBËRJE KIMIKE TË GARANTUAR a) Çeliqet karbonike

‐ Simboli në vendin 1, është 1

Simboli Qëndrueshmëria 0 - 1 …300 2 340-360 3 370-390 4 400-490 5 500-590 6 600-690 7 700..


126 2003 .

‐ Simboli në vendin 2, është dhjetfishi i vlerës maksimale të përqindjes së karbonit i rrumbullaksuar (p.sh. për C ≥ 0,9 është 9.)

b) Çeliqet e lidhura ‐ Simboli në vendin 1, tregon elementin lidhës me ndikim më të madh. ‐ Simboli në vendin 2, tregon elementin e dytë me radhë për nga ndikimi. Për çeliqet

me një element lidhës, shenja është 1.

Tab.15-Përqindja maksimale e elementeve të cilët konsiderohen si primesa në çelik Elementi Si Mn Cr Ni W Mo V Co Ti Cu Al Përqindja 0,60 0,80 0,20 0,30 0,10 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 0,05 Tab.16-Shenjat e elementeve lidhëse Elementi C Si Mn Cr Ni W Mo V TjerëShenja 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Element me ndikim më të madh legurues nënkuptohet ai që ka vlerë më të madhe të shumzimit të përqindjes në çelik dhe faktorit të ndikimit. Tab.17 – Faktori ndikues i elementeve lidhëse Elementi Si Mn Cr Ni W Mo V Co Ti Cu Al Tjerët

Përqindja 1 1 4 4 7 14 17 20 30 1 1 30

Nëse çeliqet e lidhura me shum elemente kanë më shum elemente me vlerë të njejtë të shumzimit të përqindjes dhe faktorit të ndikimit, element më me ndikim do të konsiderohet ai i cili ka shenjën me numër më të madh. Simboli në vendin 3 dhe 4 (së bashku) tregon: 0…19 - çeliqet që nuk janë të parapara për përpunim termik, 20…29 - çeliqet për çimentim, 30…39 - çeliqet për përmirësim, 40…49 - çeliqet karbonike dhe çeliqet e lidhur me pak elemente lidhëse, 50…59 - çeliqet e lidhur për vegla me shumë elemente lidhëse, 60…69 - çeliqet me veti të posaçme fizike, 70…79 - çeliqet zjarrdurues dhe kimikisht rrezistent, 80…89 - çeliqet shpejtprerës, 90…99 - çeliqet për automate dhe çeliqet tjerë. Shenja plotësuese në vendin 5 dhe 6 (ndaras) shenon gjendjen e çelikut

0 - pa përpunim të caktuar termik, 1 – i pjekur, 2 – i pjekur butë, 3 – i normalizuar, 4 – i përmirësuar, 5 – i deformuar në të ftohët, 6 – i lustruar ose i poliruar,


2003 127

9 – i përpunuar sipas udhëzimeve të posaçme. Kjo shenjë përdoret vetëm për gjysëmprodukte dhe atë vetëm në dokumentacion në lidhje me furnizimin. Nuk ka të bëjë me pjesët e gatshme të vendosura dhe nuk vehet në vizatime.

SIMBOLIZIMI I ÇELIQEVE SIPAS AISI - SAE

AISI (American Iron and Steel Institute) dhe SAE (Society of Automotive Engineers) Përshkruajnë sistemin e simbolizimit të çelikut (Tabela 18) i cili sistem përdorë katër ose pesë simbole numerike. Dy numrat e parë simbolizojnë elementet kryesor lidhës dhe dy numrat e fundit tregojnë përqindjen e karbonit. P.sh. AISI 1040 – çelik karbonik me 0,40 % C, AISI 10120 – çelik karbonik me 1,20 % C, AISI 4340 - çelik i lidhur me 0,40 % C. Tabela 18- Përbërja e çeliqeve të selektuara sipas AISI - SAE AISI – SAE % C % Mn % Si % Ni % Cr Tjerët

1020

1040

1060

1080

1095

1140

4140

4340

4620

52100

8620

9260

0,18‐0,23

0,37‐0,44

0,55‐0,65

0,75‐0,88

0,90‐1,03

0,37‐0,44

0,38‐0,43

0,38‐0,43

0,17‐0,22

0,98‐1,10

0,18‐0,23

0,56‐0,64

0,30‐0,60

0,60‐0,90

0,60‐0,90

0,60‐0,90

0,30‐0,50

0,70‐1,00

0,75‐1,00

0,60‐0,80

0,45‐0,65

0,25‐0,45

0,70‐0,90

0,75‐1,00

0,15‐0,30

0,15‐0,30

0,15‐0,30

0,15‐0,30

0,15‐0,30

1,80‐2,20

1,65‐2,00

1,65‐2,00

0,40‐0,70

0,80‐1,10

0,70‐0,90

1,30‐1,60

0,40‐0,60

0,08‐0,13 % S

0,15‐0,25 % Mo

0,20‐0,30 % Mo

0,20‐0,30 % Mo

0,15‐0,25 % V

TEKN

128

Tabela 19

NIKA E MAT

9- Simbolizim

TERIALEVE

mi i çeliqeve s

E

sipas HRN

2003

3

Fatmir Çerk

kini

.


2003 129

5.0. PËRPUNIMI TERMIK I METALEVE Përpunim termik quajmë të gjitha veprimet termike me të cilat fitojmë gjendje strukturale të caktuar me qëllim që të sigurojmë karakteristika mekanike, teknologjike, fiziko-kimike të përcaktuara. Nxehtësia është faktori kryesor i përpunimit termik. Me ndikimin e nxehtësisë, metalit apo një lidhjeje, pa ia ndryshuar gjendjen agregate, arrijmë të ia ndryshojmë gjendjen strukturale. Nëse gjatë këtij ndikimi i shtojmë edhe veprimet kimike, atëherë kemi bërë përpunimin kimiko-termik. Ndër përpunimet termike më të rëndësishme janë: Pjekja, kalitja, normalizimi, riardhja, përpunimi në të ftohët (me ngrirje nën 0°C, zakonisht -60 deri -80°C), etj.

Fig.121-Paraqitja grafike e përpunimeve termike në diagr. (temperatura-koha)

Ndërsa proqeset më të njohura të përpunimit kimiko-termik janë: çimentimi, azotimi, cianizimi, alterizimi, kromizimi, silicimi, borimi, etj. Disa nga përpunimet më të rëndësishme të çeliqeve janë treguar në diagramin e gjendjes Fe-Fe3C, në fig.122.


130 2003 .

Fig.122- Paraqitja e përpunimeve termike në diagramin Fe-Fe3C

Faktorët që ndikojnë në përpunimet termike Nga fig.121 më sipër mund të shihet se proqesi i përpunimit termik përbëhet nga nxehja deri në një temperaturë të caktuar, mbajtja në atë temperaturë për njëfarë kohe dhe ftohja me shpejtësi të caktuar. Nga tre këta faktorë, më e rëndësishme është ftohja. Gjatë ftohjes ndodhin shndërrimet kryesore strukturore që përcaktojnë gjithë vetitë e metaleve. 1.Nxehja Temperatura e nxehjes dhe koha e nevojshme për arritjen e kësaj temperature, është e ndryshme për metale të ndryshme. Nxehja duhet të bëhet e njëtrajtshme si në sipërfaqe, ashtu edhe në qendër të detalit, pa krijuar çarje e plasaritje sipërfaqësore. Shpejtësia e nxehjes dhe koha e mbajtjes në temperaturën e nevojshme varet shumë edhe nga përbërja kimike, struktura dhe përmasat e detalit. Kështu, për çeliqet e lidhura koha e nxehjes duhet të jetë 20-25% më e madhe se për çeliqet me karbon, sepse ata e përcjellin më keq nxehtësinë.


2003 131

2.Mbajtja Koha e mbajtjes së metalit në temperaturën e nxehjes maksimale për përpunim termik ka rëndësi të veçantë për të arritur temperaturë të njëtrajtshme nga sipërfaqja në qendër të detalit. Për proqesin e kalitjes dhe të lëshimit të çeliqeve me karbon, koha e nxehjes dhe koha e mbajtjes në temperaturën e duhur merren në raportin 4:1. Kjo tregohet në grafikun e fig.123.

Fig.123- Raporti kohor në mes nxehjes, mbajtjes dhe ftohjes gjatë përpunimit termik

3.Ftohja Për proqeset e përpunimit termik rëndësi ka edhe zgjedhja e mjedisit të ftohjes, i cili, në saje të aftësive ftohëse dhe temperaturës së tij, siguron strukturën e nevojshme të metalit. Në mjedise ku shpejtësia e ftohjes është e madhe, në metal mund të krijohen sforcime të brendshme, që shkaktojnë çarje, deformime, etj. Mjediset ftohëse më të përdorshme janë: Uji, i cili ka energji ftohjeje të madhe edhe në temperaturën 18°C. Për detale të holla mund të përdoret uji me t=30-40°C, për të shmangur deformimet. Meqenëse kushton pak, përdoret gjerësisht si mjedis ftohjeje për kalitjen e çeliqeve me karbon. Për të rritur energjinë e ftohjes, përzihet me 10% NaCl ose NaOH. Ajri përdoret në gjendje natyrore për ftohje, por krijohen edhe rryma artificiale. Ftohja me ajër përdoret kryesisht për kalitjen dhe lëshimin e çeliqeve të lidhur, sepse këto çeliqe nuk durojnë ftohje të shpejtë. Vaji. Meqenëse vaji ka veshtulli më të lartë se uji, energjinë e ftohjes e ka 3-10 herë më të vogël se uji.Vajrat përdoren më shumë për kalitjen e çeliqeve të lidhura, sidomos vajrat e makinerive. Gjatë zhytjes së detalit të nxehtë në vaj duhet me pas shumë kujdes, sepse në temperaturën mbi 250°C vaji ndizet me flakë.


132 2003 .

5.1. KALITJA Kalitja është ndër përpunimet termike më të rëndësishme. Kalitja e çeliqeve bëhet duke e nxe çelikun në temperaturë 30-50°C mbi vijën GSK, gjegjësisht mbi Ac3 për çeliqe paraeutektoidal dhe mbi Ac1 për çeliqe paseutektoidal. Mbahet për një kohë në këtë temperaturë dhe pastaj ftohet shpejtë në mjedis ftohës. Shtesa e temperaturës 30-50°C (mbi Ac3 dhe mbi Ac1), merret për efekte praktike si që janë saktësia e aparaturës, shpërndarja jo e njëtrajtshme e temperaturës në furrë, koha e kalimit të detalit nga furra në mjedisin ftohës, etj. Nga ftohja e shpejtë e austenitit nuk përfitohet më perlit, por një strukturë e re, që është tretje e mbingopur me karbon në hekurin Feα dhe quhet martenzit. Martenziti ka trajtën e gjilpërave të zgjatura, është shumë i fortë por i thyeshëm. Në kushte të ftohjes normale, të ngadalshme, austeniti para se të transformohet në α, largon nga rrjeta e vet tepricën e karbonit dhe elementeve tjerë lidhës. Ndërsa me rritjen e shpejtësisë së ftohjes deri në vlerën e shpejtësisë kritike, austeniti do të ftohet aq shpejtë sa që të gjitha kristalet γ (austenit) transformohen në α kristale pa e liruar tepricën e karbonit. Kështu i gjithë karboni që ka qenë i tretur në γ mbetet me dhunë në rrjetën α, ashtu që krijon gjendje të tensionuar dhe deformon rrjetën α të hekurit (kalon në rrjetë tetragonale nga ajo kubike). Me rritjen e përqindjes së karbonit në çelik, rritet edhe sasia e martenzitit. Sa më shumë karbon dhe elemente tjerë lidhëse që të mbeten në rrjetë pas kalitjes, aq më e madhe do të jetë qëndrueshmëria, e më e vogël shtalbësia dhe plasticiteti. D.m.th. pas kalitjes detali fiton veti mekanike më të mira, qëndrueshmëri në tërheqje, qëndrueshmëri në fërkim, mirëpo i zvoglohet shumë qëndrueshmëria në goditje dhe zgjatim relativ. Ftohja nga zona e austenitit, duhet të jetë aq e shpejtë sa të pamundësojë shndërrimin në fushën e perlitit, beinitit apo ndonjë strukture tjetër. Kjo d.t.th. se për arritjen e strukturës martenzite, shpejtësia e ftohjes duhet të jetë më e madhe se shpejtësia kritike e ftohjes. Në këtë mënyrë arrihet fortësia më e madhe e mundëshme. Shpejtësia kritike e ftohjes është shpejtësia më e vogël gjatë së cilës vie deri te transformimi i austenitit në martenzit. Varësisht nga shpejtësia e ftohjes mund të fitohen struktura të ndryshme (fig.124)


2003 133

Fig.124- Strukturat e ndryshme në vartësi nga shpejtësitë e ftohjes

Gjatë ftohjes me shpejtësi 5, fitohet strukturë perlite me fortësi HRC=20. Ftohja me shpejtësi 4 jep strukturë sorbite e ngjajshme me perlitin, por me kokrriza më të vogla dhe HRC=30. Ftohja me shpejtësi 3, jep strukturë trostite me kokrriza më të vogla se të sorbitit dhe me fortësi HRC=40. Ftohja më e shpejtë 2, jep strukturë beinite, e ngjajshme me trostitin, por në formë sferash apo gjilpëre me fortësi HRC=50-55. Kurse me ftohje shumë të shpejtë 1 (v>180 °C/s), fitohet strukturë martenzite, që është struktura më karakteristike e kalitjes dhe ka fortësi HRC=60-64. Në praktikë shpejtësitë e ndryshme të ftohjes fitohen në mjete të ndryshme ftohëse, si: ujë, vaj, ajër, tretje të ngopura me krypëra, tretje të krypërave në ujë, etj. Shndërrimi i strukturës austenite në ate martenzite dhe në strukturat tjera, mund të përcillet më së miri nëpërmjet diagramit të shndërrimit izotermik të quajtur diagrami TTT (temperature-time-transformation), fig.125.


134 2003 .

Fig.125- Diagrami i shndërrimit izotermik të çelikut, diagrami (TTT)

Diagrami i transformimeve izotermike ipet në sistemin koordinativ temperatura-koha dhe konstruktohet në bazë të disa lakoreve të zbërthimit të austenitit në varësi nga temperatura. Lakoret e transformimeve të austenitit në temperatura të ndryshme fitohen me anë të matjeve të cilat përcjellin transformimin e austenitit, p.sh. me mikroskop, me matjen e fortësisë, me Rendgen, etj. Fillimi i transformimeve në temperaturë të caktuar konsiderohet lajmërimi i 1% të strukturës së re, ndërsa 99% është ende austenit. Fundi i transformimeve në temperaturë të caktuar, konsiderohet lajmërimi i 99% të strukturës së re, ndërsa ka mbetë ende 1% strukturë austenite. Fillimi i transformimeve izotermike t1 është i definuar me pikën a1 dhe kohën e qëndrimit izotermik, ndërsa fundi i transformimeve izotermike në këtë temperaturë definohet me pikën b1. Bashkimi i pikave të fillimit a1, a2,..., dhe atyre të mbarimit b1, b2,..., jep diagramin e zbërthimeve izotermike (fig.126).


2003 135

Fig.126-Konstruktimi i diagramit izotermik TTT

Intervali në mes të temperaturave Ms dhe Mf është 200-300 °C dhe praktikisht është i njejtë për të gjitha çeliqet. Varësisht nga numri i mjeteve ftohëse, koha e qëndrimit në mjetin ftohës, lloji i mjetit ftohës, kalitja mund të klasifikohet në disa lloje, disa prej llojeve të kalitjes janë: a)kalitja e zakonshme kontinuale, b)kalitja e zakonshme e ndërprerë, c)kalitja e shkallëzuar, d)kalitja izotermike, e)kalitja në temperaturë të ulët (kalitja e akullt). a)Kalitja e zakonshme kontinuale Në fig.127 është paraqitë kjo kalitje në diagramin TTT, ku janë treguar shpejtësitë e ftohjes në sipërfaqe (V1) dhe në brendi të detalit (V2). Këto janë të ndryshme, kështu që në material lindin


136 2003 .

tensione termike të padëshirueshme. Ftohja këtu bëhet me një mjet ftohës në mënyrë kontinuale (p.sh. në ujë ose në vaj), fig.127. Çeliqet e ndryshme kanë shpejtësi të ndryshme kritike, prandaj kërkojnë shpejtësi të ndryshme të ftohjes. Mjeti për ftohje zgjidhet asi lloji që të jep shpejtësi diçka më të madhe se shpejtësia kritike e ftohjes për çelikun përkatës.

Fig.127 Fig.128

b)Kalitja e zakonshme e ndërprerë Këtu ftohja bëhet në dy mjete ftohëse, i pari jep shpejtësinë më të madhe, ndërsa i dyti më të vogël. P.sh. më parë në ujë e pastaj në vaj (fig.128). Në këtë mënyrë zvoglohen tensionet e brendshme, që shkaktojnë deformime ose çarje. c)Kalitja e shkallëzuar Si mjet për ftohje këtu përdoren banjot me tretje kripërash ku do të mbahet detali që kalitet për një kohë të caktuar, e pastaj do të nxirret dhe zhytet në ujë(fig.129 ). Gjatë qëndrimit në banjë, vjen deri te barazimi i temperaturës së brendshme dhe të jashtme, kështu që tensionet termike gadi zhduken. Ky proqes përdoret për detale të holla, që me kalitje tjera mund të deformohen ose çahen. d) Kalitja izotermike Te llojet e mësipërme të kalitjes gadi çdoherë arrihet struktura martenzite, ndërsa këtu arrihet edhe ajo beinite, varësisht nga kërkesat e parashtruara. Këtu koha e mbajtjes në banjë është më e gjatë aq sa zgjatë transformimi i austenitit në beinit(fig.130). Tensionet termike dhe strukturale zhduken.


2003 137

Në këtë rast si mjedise ftohëse përdoren banjat e metaleve të shkrira (p.sh. plumb, kallaj, etj), vaji i nxehtë ose krypëra të shkrira.

Fig.129 Fig.130

e) Kalitja në temperaturë të ulët Kjo kalitje kryhet duke e ftohur detalin nën 0°C. Si mjedis ftohës përdoret azoti i lëngët (-196°C) ose përzierje acidi karbonik me akool, që ftohet deri në -18°C. Kjo kalitje bëhet për ato çeliqe që e kanë kufirin Mm(mbarimi i transformimit në martenzit) nën temperaturën normale. Këto proqese kryhen për kalitjen e çeliqeve me më shumë se 0,6%C si dhe për çeliqet e lidhura që përdoren për vegla prerëse e matëse. KALITJA SIPËRFAQËSORE Kalitjet e përmendura më sipër, siguronin rritjen e qëndrueshmërisë dhe të fortësisë në tërë seksionin e detalit, duke e bërë atë edhe shumë të thyeshëm. Mirëpo, në shumë raste kërkohet që detali të ketë fortësi të lartë vetëm në sipërfaqe, për t’i qëndruar fërkimit, ndërsa në brendësi duhet të jetë i butë, për t’i përballuar ngarkesat goditëse. Një detyrë të tillë e zgjidh kalitja sipërfaqësore, që arrihet duke nxehur vetëm shtresën sipërfaqësore të detalit deri në temperaturën e nevojshme. Me anë të kalitjes sipërfaqësore mundësohet përdorimi i çeliqeve më të lira pa elemente lidhëse dhe me pak elemente lidhëse. Kalitja sipërfaqësore kryhet duke nxehur materialin me një burim të fortë nxehtësie, e pastaj ftohja me vrushkull të ujit ose ndonjë mjet tjetër ftohës. Përdorimi i burimit të fortë të nxehtësisë, nxehja e shpejtë dhe pastaj ftohja e shpejtë pengojnë depërtimin më thell të nxehtësisë në material, e me te thellësinë më të madhe të kalitjes. Me ndërrimin e këtyre faktorëve ndikues varësisht nga përbërja kimike e materialit, forma dhe dimensionet e pjesës, rregullohet edhe thellësia e shtresës së kalitur. Metodat më të njohura të kalitjes sipërfaqësore janë:

TEKN

138

-Kalitja -Kalitja Ncilindra rregullimtë vogël prodhimt KC).

NIKA E MAT

me nxehje me nxehje

Nxehja me flpër petëzim

min më të sigpër nxehj

tarinë serikeKalitja me n

TERIALEVE

me flakë ome rrymë

flakë gazoremin në të gurtë të thee të tepërte të detalevenxehje gaz

Fig.122-Ske

F

E

oksiacetilenelektrike (

e përdoret pftohët të

ellësisë së kt dhe produe të vogla.zore, si buri

ema e kalitjes

Fig.123-Skem

2003

ni nxehja me

ër detale mmetaleve ealitjes, fortëuktivitet m

im nxehtësi

s sipërfaqëso

ma e kalitjes m

3

induksion)

ë të mëdha etj.). Ndërsësi më të m

më të lartë.

ie përdorë f

ore me nxehj

me flakë të b

)

(dhëmbëzosa nxehja m

madhe të shtrNxehja m

flakën oksia

je me flakë g

boshteve

or me dhëmbme induksiresës së kal

me induksio

acetilenike

gazore

Fatmir Çerk

bë të mdhenion mundëlitur, rrezik

on përdoret

(deri në 32

kini

.

një, son më në

2000

Fatmir

r Çerkini

2003

TEK

KNIKA E MA

ATERIALEV

1

VE

139

TEKN

140

Tnga distashpejtësismateriali Lëvizja endikimit edhe me ujit zgjedshtresës s P

NIKA E MAT

Thellësia e sanca e flaksë së lëvizj më pak nxee ngadalshmtermik. Therritjen e di

dhet në varsë kalitur. raktikisht kj

TERIALEVE

shtresës së kkës nga vrues së flakësehet dhe ka

me e flakës ellësia e depistancës së frësi nga fuq

kjo distancë

E

kalitur varetushkulli i us zvoglohet alitet në thel

ka si pasojpërtimit të nflakës nga v

qia dhe shp

është në ku

2003

t nga fuqia ujit (temper

koha e ndillësi më të vë nxehjen endikimit tervrushkulli iejtësia e lëv

ufijt nga 5-4

3

e flakës, ngratura e ujitikimit të flavogël. e tepërt të mrmik dhe zgi ujit. Distavizjes së fl

40 mm ( zak

ga shpejtësit më e vog

akës në sipë

materialit dhgjërimi i zonanca në mesakës dhe n

konisht 15 m

ia e lëvizjesgël se 150)ërfaqe të me

he depërtimnës kalimtars flakës dhega thellësia

mm).

Fatmir Çerk

s së flakës d. Me rritjenetalit nga ed

mit më thellëre, rregullohe vrushkullia e dëshirua

kini

.

dhe n e dhe

ë të hen it të ar e


2003 141

E metë e nxehjes me acetilen është tejnxehja e paevitueshme e shtresave në sipërfaqe dhe arritja me vështirësi e thellësisë së dëshiruar të kalitjes. Kalitja me induksion -Është një nga metodat e nxehjes më ekonomike dhe që përdoret më së shpeshti, posaçërisht në prodhimtarinë serike me numër të madh. Me këtë metodë pjesët e vogla nxehen njëkohësisht në tërë sipërfaqen, ndërsa pjesët e gjata me tërheqjen pandërpre nëpër induktor dhe paisjen për ftohje (fig.124). Koha e nxehjes është e vogël dhe zgjatë 0,5 deri në disa sekonda.

Fig.124- Skema e kalitjes së pandërprerë me nxehje me induksion

1-detali, 2-induktori, 3-paisja për ftohje, 4-sipërfaqja e nxehur, 5-sipërfaqja e kalitur

Nëpër mbështjelljen e induktorit lëshohet rryma alternative me tension të vogël dhe frekuencë të lartë (10-3000 KHz). Shpejtësia dhe temperatura e nxehjes varen nga frekuenca e rrymës në bërthamën e induktorit dhe nga hapësira në mes induktorit dhe detalit punues. Kalitjes me induksion i nënshtrohen çeliqet karbonike dhe çeliqet e lidhura me 0,4-1,7 % C.


142 2003 .

Fig.125- Tipet e ndryshme të induktorëve varësisht nga forma e detaleve

Fatmir

5.2. RIA Riardhja anë të riqëndrues Pgjithmonkëtë tempsipas lloj Nlloje riard a)ku nuk e për vegla b)trostite. Ggoditjes. c)RiardhjGjatë këszhduken Kalitja e nga çelikSipas më1.Riardhj2.Riardhj

r Çerkini

ARDHJA

është proqeiardhjes stashmëria e deroqesi i ria

në nën pikënperaturë (zait të çelikut

Në rezultatetdhjesh: )Riardhje ehumb fortë

at prerëse dh)Riardhja eGjatë kësajKëtij proqe

hja e lartë bsaj kemi njëplotësisht teshoqëruar

ku karbonik ënyrës së kryhja me rinxehja vetvetiu

es i përpuniabilizohet stetaleve ndajardhjes kryn A1, gjegjëakonisht 2-3t. t e riardhjes

e ulët, e cilaësinë e fituahe matëse. e mesme, bj fortësia eesi i nënshtrbëhet në temë ulje të theensionet e bme riardhjeose i lidhuryerjes së prehje (në tempera

imit termik truktura, zvj goditjeve.yhet duke iësisht nën v3 min për 1

s rolin kryes

a kryhet dukar, por arrih

bëhet në tem çelikut ul

rohen sustatmperaturat 5eksuar të fobrendshme de të lartë qur, që punojnroqesit, dallo

aturën e br

2003

që bëhet gjvogëlohen t

i nxehur çevijën GOSK mm trashë

sor e luan t

ke e rinxehuhet zbutja e

mperaturë 2et, por rritet, etj. 500-650°C mortësisë, pordhe rritet qëuhet përmir

në me ngarkojmë dy lloj

rendisë)

ithmonë patensionet e

eliqet deri K të diagramësi) dhe duk

emperatura

ur çelikun e tensioneve

250-500°C pet shumë p

me çka çelikr nga ana tjëndrueshmërësim. Ky pkesa të ndryje të riardhj

TEK

as kalitjes sëbrendshme

në një temmit fazor Feke e ftohur m

a e nxehjes,

kalitur në tdhe egërsis

prej nga fitoplasticiteti d

ku fiton strujetër çeliku ëria e çelikuproqes u bëshme dhe gjes:

KNIKA E MA

ë çeliqeve de, ulet fort

mperaturë tëe-Fe3C, dukme shpejtës

sipas së cil

temperaturësë së marten

ohet struktudhe qëndru

ukturë trostfiton shtalb

ut ndaj goditëhet detalevgoditëse.

ATERIALEV

1

dhe gizave.tësia dhe rr

ë caktuar,ke e mbajtursi të ndryshm

lës dallojmë

ë deri në 220nzitit. Përdo

ura beinite ueshmëria n

tite ose sorbbësi të madtjeve.

ve të makin

VE

143

Me ritet

por r në me,

ë tri

0°C oret

ose ndaj

bite. dhe,

nave


144 2003 .

Fig.126 Fig.127

Riardhja me rinxehje (fig.126) bëhet në ndonjë furrë përkatëse, kuptohet pas kalitjes dhe përdoret për detale që kërkojnë fortësi në tërë seksionin(sustat). Riardhja vetvetiu (fig.127) bëhet ngjitas kalitjes për detale që kërkojnë fortësi vetëm në sipërfaqe. Këtu luan rol të madh eksperienca e punëtorit, sepse duhet dalluar momentin e ndërprerjes së ftohjes (sipas ngjyrës që merr detali). Ky moment është kufiri Mm, kur detali nxirret nga mjeti ftohës ashtu që sipërfaqja e detalit rinxehet nga nxehtësia e brendshme (brendësia ftohet më ngadalë V2). Kur të arrihet temperatura e nevojshme e riardhjes në sipërfaqe, atëherë vazhdohet ftohja. Kështu sipërfaqja është kalitur, ndërsa brendësia është riardhur. 5.3. VJETRIMI Vjetrimi u bëhet kryesisht detaleve të derdhura prej gize. Siç dihet, detalet e derdhura ftohen më shpejt në sipërfaqe, duke krijuar një shtresë të fortë dhe ftohen më ngadalë në qendër, ku mbeten më të buta. Si rrjedhim i kësaj, në seksionin e detalit, lindin sforcime të brendshme, të cilat, me kalimin e kohës dhe veçanërisht gjatë përpunimit mekanik, mund të shkaktojnë shtrembërim ose çarje të tij. Qëllimi i vjetrimit është pikërisht zhdukja e tensioneve të brendshme. Vjetrimi aplikohet te çeliqet për instrumente matëse për tu stabilizuar përmasat e tyre përfundimtare para përpunimit të fundit me retifikim dhe zmerilim, sepse pa përpunim me vjetrim me kalimin e kohës do të ndryshonin përmasat e instrumenteve matëse. Në praktikë përdoren dy lloje vjetrimesh: a)Vjetrimi natyror, kryhet duke i lënë detalet për një kohë të gjatë (6 muaj deri 1 vit) jashtë nën ndikimin e veprimeve atmosferike. Kjo metodë ka të meta, sepse zgjat shumë ciklin e prodhimit dhe mund të përdoret vetëm kur ka rezerva të mëdha detalesh. b)Vjetrimi artificial, kryen të njejtën punë, por për një kohë më të shkurtër. Proqesi i vjetrimit artificial të çeliqeve kryhet duke i vluar detalet në ujë në 100°C ose duke i futur në vaj në temperaturë 120-150°C e pastaj lihen të ftohen ngadalë gjatë një jave (15-100 orë). Ky proqes është ekonomik dhe nuk kërkon rezerva të mëdha detalesh.


2003 145

5.4. PËRPUNIMI KIMIKO-TERMIK I ÇELIQEVE DHE LIDHJEVE Përpunimi kimiko-termik i metaleve dhe lidhjeve është proqes teknologjik që përbëhet nga nxehja e detaleve bashkë me materie kimike të afta që t’ia ndryshojnë përbërjen kimike shtresës sipërfaqësore e njëkohësisht edhe vetitë fizike dhe mekanike. Proqesi i përpunimit kimiko-termik përbëhet nga tri perioda: ngrohja deri në një temperaturë të caktuar, mbajtja në atë temperaturë për një kohë të caktuar së bashku me substancën kimike dhe pastaj ftohja me shpejtësi të caktuar. Varësisht nga faktorët kohë- temperaturë dhe nga lloji i elementit kimik, kryhen operacione të ndryshme të përpunimit kimiko-termik. Ndër përpunimet kimiko-termike më të rëndësishmet janë: çimentimi, azotimi, cianizimi, sulfoazotimi, borimi, silicimi, kromizimi, alterizimi, etj. -Çimentimi-është proqes i përpunimit kimiko-termik me të cilin arrihet pasurimi i shtresave sipërfaqësore të metaleve (çeliqeve) me karbon për të rritur fortësinë e shtresës sipërfaqësore të prodhimeve. Kjo arrihet mbi kufirin A3 ose Acm kur austeniti më së lehti i pranon këto atome. Proqesi i pasurimit me karbon zgjatë 1 deri në 8 orë, varësisht nga metoda e përdorur dhe nga thëllësia e shtresës që kërkohet me u çimentua. Mirëpo pas çimentimit duhet patjetër të bëhet edhe kalitja e cila realizohet në disa mënyra. Një nga to është kalitja e njëfisht që bëhet në temperaturë 50°C mbi kufirin A1. Kështu bëhet kalitja përforcuese e sipërfaqes. Pas kësaj bëhet edhe një kalitje e ulët (fig.128).

Fig.128- Çimentimi i çelikut

Edhe përpunimet tjera kimiko-termike bëhen në princip të njejtë të punës me disa dallime varësisht nga elementet që dëshirojmë me ua mveshë detaleve.


146 2003 .

6.0. METALET ME NGJYRA DHE LIDHJET E TYRE Siç kemi shenu edhe më sipër metalet me ngjyra ndahen në: -metale fisnike -metale të lehta dhe -metale që shkrihen lehtë Strukturat e lidhjeve të metaleve me ngjyra janë shumë të komplikuara, ndërsa diagramet e gjendjes së tyre ende deri më sot nuk janë plotësisht të sqaruara. Metalet me ngjyra të cilat përdoren në gjendje të pastër prej 99,25 deri 99,99% janë: plumbi, bakri, zinku, nikeli, kobalti, alumini. Ndër metalet me ngjyra përdorim më të madh kanë gjetur bakri dhe alumini, Prodhimi i bakrit Bakri përdoret në teknikë në gjendje të pastër ose në trajtën e lidhjeve të tij. Xeherorët për prodhimin e bakrit janë sulfure dhe okside. Përdorim të madh kanë xeherorët sulfure, si kalkopiriti (CuFeS2) dhe kalkozina (Cu2S). Bakri është metal me ngjyrë të kuqe karakteristike, dendësinë specifike e ka 8,6-8,9, temperaturën e shkrirjes 1084°C. Bakri është shumë i zgjatshëm dhe i butë, përpunohet në mënyrë plastike në lamarina dhe fije teli të holla. Bakri ka përcjellshmëri të mirë të elektricitetit dhe të nxehtësisë. Bakri më së shumti përdoret në industrinë elektrike, pastaj bakri dhe lidhjet e tijë përdoren mjaft në industrinë e automobilave, traktorëve, etj. Lidhjet e bakrit Lidhjet kryesore të bakrit ndahen në tri grupe: 1.Tunxhet (mesingjet) 2.Lidhjet bakër-nikel 3.Bronzet Tunxhi (mesingu) Lidhjet e bakrit me zinkun quhen tunxhe.Sipas proqesit teknologjik me të cilin përpunohen tunxhet ndahen në: tunxhe që deformohen me presion dhe tunxhe që derdhen. Tunxhet që deformohen(përpunohen me deformim) janë: a)Lidhjet dyfishe të bakrit me zink: -tombaku (90-96% Cu dhe 4-10% Zn) -gjysmëtombaku (80-85 %Cu dhe 15-20% Zn) dhe


2003 147

-mesingu me (62% Cu dhe 38% Zn) b)Tunxhet speciale-paraqesin lidhjen bakër-zink të lidhur edhe me alumin, kallaj, nikel, mangan, silicium, plumb dhe elemente tjera. Ato që përdoren më së shumti janë : -mesingu plumbor (tunxhi me plumb) i quajtur munc (përmbanë 59% Cu, 1%Pb dhe 40% Zn) -tunxhi me kallaj i quajtur detar (60-70% Cu, 29-39% Zn dhe 1% Sn), që ka stabilitet të lartë korroziv ndaj ujit të detit. -tunxhet aluminore (77% Cu, 2% Al dhe 21% Zn ) dhe , -tunxhet me alumin dhe nikel (59% Cu, 3% Al, 2% Ni dhe 46% Zn), karakterizohen me veti të larta kimike dhe antikoroduese. Tunxhet për derdhje janë lidhjet bakër-zink (me 14-38% Zn) të lidhura edhe me alumin (2,5-5% Al), me mangan (deri 2% Mn), me silicium (deri 3,5% Si), me hekur (deri 3% Fe) dhe me plumb (2-3% Pb). Lidhjet bakër-nikël Lidhjet bakër-nikel kanë veti të larta mekanike dhe stabilitet të mirë ndaj korrozionit. Në lidhjet bakër-nikel bëjnë pjesë: a) Lidhjet që përdoren si elemente për motora. Këto janë bimetale me përbërje 99,4% Cu dhe 0,6% Ni dhe, 84% Cu dhe 16% Ni. b) Lidhja e quajtur melhior (80% Cu dhe 20% Ni ), lidhje me plasticitet të lartë që përdoret për rrjetëza, instrumente medicinale,monedha,etj. c) Konstantani (58% Cu, 40% Ni dhe 1,5% Al), lidhje me rezistencë të lartë specifike elektrike, përdoret për ndërtimin e reostateve (rezistencave elektrike), për elemente termoelektrike, etj. d) Nejzillberi (65% Cu, 20% Zn dhe 15 % Ni ), me veti më të mira antikorrozive se të tunxhit. Përdoret për instrumente medicinale, për pjesë të telefonave, etj. e) Kuniali, lidhje e bakrit, nikelit dhe aluminit. Ekzistojnë dy tipe: -Kuniali-A (13,5% Ni, 2,5% Al dhe pjesa tjetër bakër) -Kuniali-B (6,3% Ni, 1,5% Al, mbetja bakër). f) Kopeli (56,5% Cu dhe 43,5% Ni). Përdoret për elektroda negative (katoda) të elementeve termoelektrike dhe për reostate (rezistenca). Bronzet Bronzet janë lidhje e bakrit si element bazë me çfarëdo elementi kimik të sistemit periodik me përjashtim të zinkut. Sipas vetive teknologjike bronzet ndahen në bronze për derdhje dhe për deformim Bronzet për derdhje si komponentë kryesor e kanë kallajin (3-5%), zinkun (5-12%) dhe plumbin (3-17%). Përdoren për derdhjen e kushinetave dhe bazamenteve për kushineta rrëshqitëse, për detale antifriksione, etj. Bronzet për deformacione në treg gjenden në formë shufrash, profilesh të ndryshme, shiritash, gypash, etj. Bronzet për deformim të kallajit më të njohura janë: a)Bronzet fosforike të kallajit


148 2003 .

b)Bronzet me zink të kallajit c)bronzet kallaj-zink-plumb Bronzet pa kallaj shërbejnë për të zavendësuar bronzet deficitare dhe të shtrenjta me përmbajtje të lartë të kallajit. Disa prej tyre kanë veti mekanike dhe antifriksione më të mira se sa bronzet me kallaj. Më të njohura prej tyre janë: a)Bronzet e aluminit b)Bronzet e aluminit të përbëra c)Bronzet e siliciumit d)Bronzet e manganit e)Bronzet e kadmiumit f)bronzet e beriliumit Prodhimi i aluminit Alumini përdoret gjerësisht në industrinë e ndërtimit të makinave dhe në degët e tjera ekonomike. Xeherorët kryesor të aluminit janë boksidet dhe kaolinat. Boksidet përmbajnë 48-60% Al2O3, kurse kaolinat përmbajnë rreth 20-40% Al2O3. Alumini është metal i lehtë, ndërsa pas oksigjenit dhe sliciumit është elementi kimik më i përhapur. Alumini ka ngjyrë argjendi të bardhë, është metal plotësisht plastik, përpunohet mirë me anë të petëzimit, presohet dhe farkëtohet. Temperaturën e shkrirjes e ka 658°C. Është përques i mirë i nxehtësisë dhe i rrymës elektrike. Lidhjet e aluminit Lidhjet e aluminit janë lidhje të lehta në bazë të aluminit, të cilat përmbajnë një ose disa komponente lidhëse. Më së shpeshti janë bakri, magneziumi, siliciumi, mangani dhe zinku. Varësisht nga përdorimi teknologjik lidhjet e aluminit ndahen në dy grupe: 1.lidhje për derdhje (që përpunohen me derdhje) dhe 2.lidhje deformuese (që përpunohen me preson, petëzim, farkëtim, telëzim, etj). Lidhjet e aluminit për derdhje sipas përbërjes mund të ndahen në disa grupe: a)Lidhjet alumin-silicium që quhen silumine, përmbajnë 6-13% Si. Kanë rrjedhshmëri të mirë gjatë derdhjes, kështuqë mund të fitohen detale me konfiguracion të ndërlikuar (pistona, koka motorësh me djegie të brendshme, etj). Këtyre lidhjeve u shtohen përbërës: hekur, mangan, titan, krom, nikel. Me qëllim të përmirësimit të vetive mekanike pjesët e derdhura nga lidhjet e aluminit i nënshtrohen përpunimit termik; kalitjes në temperaturë 520-540°C dhe vjetrimit në 170-190°C për një kohë 5-10 orë. b)Lidhjet alumin-magnezium c)Lidhjet alumin-bakër e)Lidhjet alumin-bakër-silicium


2003 149

Lidhjet e aluminit për deformacion në treg hasen në formë pllakash, llamarinash, shiritash, profilesh, shufrash, teli dhe gypash. Këto lidhje mund të farkëtohen, presohen, petëzohen dhe të përpunohen me mënyra tjera me deformim. Më së shumti përdoren lidhjet e tipit duralumin të cilat janë të përbëra në bazë të sistemit alumin-bakër-magnezium-mangan të cilat zakonisht përmbajnë: 2,2-5,2% Cu, 0,2-1,8%Mg, 0,3-1,0%Mn e pjesa tjetër alumin. Qëndrueshmërinë maksimale duralumini e ka pas kalitjes dhe vjetrimit natyral. Kohët e fundit janë paraqitur lidhje të aluminit me qëndrueshmëri të lartë në bazë të sistemit alumin-magnezium, zink-bakër. Si material për elektroda për saldimin e lidhjeve të aluminit përdoren lidhjet e aluminit me silicium 4,5-6,0% Si. 7.0. LIDHJET ANTIFRIKSIONE Lidhjet antifriksione janë lidhjet që përdoren për kushineta rrëshqitëse dhe sipërfaqe friksioni të detaleve të makinave. Më së shumti përdoren lidhjet në bazë të plumbit, kallajit, bakrit, aluminit dhe zinkut. Lidhjet antifriksione të plumbit dhe kallajit njihen me emrat: metal i bardhë ose babite dhe karakterizohen me plasticitet të lartë, temperaturë të ulët të derdhjes (300-420°C), koeficient të ulët të fërkimit, kanë aftësi që me formën e sipërfaqes së tyre t’i përshtaten sipërfaqes së elementeve me të cilat janë në kontakt rrotullues. Në praktikë përdoren këto babite: a)Babite në bazë të kallajit (83% Sn, 11% Sb dhe 6% Cu) b)Babite në bazë të plumbit (65-75% Pb, 6-16 % Sn, 14-16 % Sb, deri 2 % Cd, deri 1 % Ni,etj.) c)Babit i sistemeve plumb-kalcium (0,8 % Na, 0,9 % Ca, 98,3 % babit) babitet përdoren për kushineta rrëshqitëse të elektromotorëve, turbinave, kompresorëve, pompave, gjeneratorëve, etj. Lidhjet antifriksione të aluminit përdoren për të zavendësuar babitet dhe bronzet e kallajit. Kanë qëndrueshmëri të lartë ndaj lodhjes. E metë është koeficienti i lartë i bymimit termik linear. Lidhjet antifriksione të zinkut nuk janë të përshtatshme për kushineta që punojnë në temperatura më të larta se 70°C. Janë të përshtatshme për kushte me ngarkesë mesatare p.sh. për kushineta të makinave vegla, presa, pompa, etj. Gizat antifriksione, janë giza të cilat e kanë koeficientin e vogël dhe janë mjaft të qëndrueshme ndaj konsumit. Përdoren për kushineta, bokola dhe detale të ngjajshme, si zavendësim për bronz, në kushte të lehta të punës.


150 2003 .

8.0. LIDHJET E FORTA Janë të përbëra nga karbidet e metaleve që kanë temperaturë të lartë të shkrirjes, janë lidhje të forta të cilat kanë fortësi dhe qëndrueshmëri të madhe, kanë qëndrueshmëri ndaj konsumimit, si dhe stabilitet të mirë kimik ndaj veprimeve të acideve dhe bazave. Kjo fortësi ruhet edhe në temperatura të larta (1000°C). Varësisht nga mënyra e përfitimit, lidhjet e forta ndahen në: -Lidhjet e forta që përfitohen me anë të derdhjes dhe -Lidhjet e forta që përfitohen me anë të pjekjes-sinterimit Lidhjet e forta që përfitohen me derdhje, përbëhen nga volframi, kobalti, kromi, karboni, hekuri, nikeli, etj. Në praktikë përdoren lidhjet Cr-Fe-Ni të njohura me emrin sormaite dhe lidhjet W-Cr-Co të njohura me emrin stelite. Nga këto lidhje prodhohen matrica për presim dhe telëzim, instrumente matëse me precizitet të lartë, etj. Lidhjet e forta që përfitohen me anë të sinterimit metalurgjik (me anë të presimit të pluhurit të karbideve të forta të W, Ti dhe Ta të përziera me pluhur të metaleve siç është Co, ose të lidhjeve dhe pjekja e tyre në temperaturë deri 1500°C, e pastaj me presim me presion të lartë bëhen në formë të pllakave të vogla të përshtatura për përdorim). Lidhjet e këtilla kanë fortësi të madhe 70 deri 80 HRC dhe përdoren për prodhimin e instrumenteve prerëse. Këto lidhje në treg njihen me emrin tregëtar vidia (Wie Diamant). 9.0. DERDHJA Derdhja është trajtimi i ndonjë materiali në kallëpe të posaçme, të cilët më vonë forcohen, nxirren prej kallëpeve dhe si të tillë më pastaj ripunohen në teknikë ose në jetën e përditshme. Derdhja e metaleve ka rëndësi të veçantë në teknikë, për shkak se metalet e derdhura të prodhuara përdoren në të gjitha degët e teknikës. Që derdhja të kryhet sa më mirë dhe me sukses, nevoitet që shkrirja e metaleve të bëhet me metodën sa më adekuate ashtu që metali të nxehet mbi temperaturën e shkrirjes së tijë për afër 100°C.

Fig.129- Derdhja


2003 151

Për tu fituar prodhimi i derdhur i kualitetit të mirë, shkrirësi duhet ti njohë të gjitha cilësitë e materialit të cilin e përpunon, materialet ndihmëse e gjithashtu edhe vendet ku punohet. Materiali dhe përgaditja e modeleve, kallëpeve dhe zemrave Për derdhjen e metaleve më përpara duhet të përgaditen modelet, rëra dhe zemrat, si dhe të përgaditen kallëpet në të cilat mund të kryhet derdhja. Kallëpet përgaditen prej rërës speciale dhe mund të përgaditen edhe prej metali të quajtura kokile. Derisa kallëpet prej rëre shfrytëzohen vetëm për një derdhje, e pas derdhjes prishen që të nxirret metali i derdhur, kallëpet metalike-kokilet përdoren për punimin serik të detaleve të derdhura të madhësisë dhe formës së njejtë. Dallimi në mes të detaleve të fituara në kallëpet prej rëre dhe në kokile qëndron në atë se detalet prej kallëpeve të rërës kanë dimensione më të mëdha dhe sipërfaqe më të vrazhdë, kështu që përpunimi i mëvonshëm është shumë më i shtrenjtë, ndërsa dimensionet e detaleve të fituara në kokile janë më të sakta dhe kanë sipërfaqe më të lëmuet, kështu që më pastaj hargjohet më pak kohë në përpunimin e tyre e në shumë raste nuk ka nevojë fare për këtë. Veglat për kallëpim Çdo kallëp duhet t’i ketë veglat përkatëse të nevojshme për punimin e kallëpeve. Përveq lopatës dhe rrjetës për punimin e kallëpit janë të nevojshme edhe veglat e paraqitura në fig.130.

TEKN

152

a)shtyp

a) Mode Pdetalit i cjanë më tlëngët dh K Tabela 13

NIKA E MAT

pësi, b)shpue

elet ër t’u fituarcili dëshirohtë mëdha ng

he ftohja derKjo tkurrje te

3 - Tkurrja e

Me

Giza-hder

Hekuri i Giza eGiza e

Metali

TERIALEVE

esi, c) dhe d)

r kallëpi, d.het të derdhga copa e dri në tempere metalet e

e metaleve pa

etali

hekuri i rdhur temperuar

e çelikët e kallajit i bardhë

E

Fig.1 mistritë, f) l

.m.th. zbrazhet, punohe

derdhur për raturë të dhondryshme ë

as derdhjes d

Tkurrj

r

11,2,0,40,5

2003

130- veglat pëllanceta, i) d

zëtira në kaen modelet taq sa e ka tomës. është e ndry

dhe ftohjes

ja (%)

1 6 0

44 50

BG

3

ër kallëpimdhe k) hekuri

allëp e cila itë cilat janëtkurrjen ai m

yshme, gjë q

Met

Giza e pGiza e

Bronza, gizaGiza e metal

Giza e z

për polirim

i përgjigjet ë kopja e sametal gjatë

që shihet ng

tali

plumbit bakrit

a e mesingutleve të lehtazingut

g) grepi, h) v

madhësisë aktë e atij dngurtësimit

ga tabela e m

Tkurrja

t a

1,11,251,501,501,60

Fatmir Çerk

vida me grep

dhe formësdetali vetëmt nga gjendj

mëposhtme.

a (%)

5 0 0 0

kini

.

p

s së m se ja e


2003 153

Për punimin e modeleve përdoret: druri, metalet e ndryshme dhe lidhjet e tyre, gipsi dhe dylli, ndërsa në kohë të fundit edhe masat plastike. Më së tepërmi përdoret druri për arsye se ka mjaft, përpunohet dhe trajtohet lehtë dhe ka cilësi të mira. Rëndom, për punimin e modelit, përdoret: druri i pishës, i çamit, i blirit, i krekës, i arrës dhe i dardhës. Druri i pishës dhe i çamit përmbajnë rrëshirë dhe për atë pranojnë më pak lagështi, më pak bymehen dhe tkurren në fazën e tharjes. Bliri është i lehtë, elastik, por pranon mjaft lagështi dhe tkurret e bymehet shumë. Kreka tkurret, pak përpunohet dhe përdoret lehtë për modelet më të ndërlikuara. Druri i dardhës përdoret për modelet e komplikuara. Modelet mund të përgaditen prej një cope të vetme, sidomos për detale të vogla dhe të thjeshta. Por për detale më të mëdha dhe më të komplikuara përgaditen prej më shumë copave të ngjitura me ngjitës të ndryshëm. Në fig.130.a është treguar modeli i përbërë prej dy pjesëve.

a) b)

Fig.131-Modelimi i detalit me model dypjesësh

a-detali, b-modeli prej druri

Pas punimit të modelit përgaditet materiali formues (60% rërë kuarci, 35% argjilë dhe 5% qymyr druri). Modeli vendoset në mesin e kacës që është një kornizë metalike ose druri. Modeli pluhroset me grafit dhe pastaj qitet materiali formues (rëra, argjila). Pas mbushjes së modelit me rërë dhe rrafshimit, me shpues bëhet shpimi i disa vrimave për dalje të gazrave që lirohen nga masa e lëngët gjatë derdhjes. Pas kësaj kaca rrotullohet për 180° dhe vendoset gjysma tjetër e modelit me ndihmën e kunjave centrues. Vendosen shtyllat konike për formimin e kanaleve për derdhje të metalit, hudhet rëra për mbushje të kallëpit dhe ngjeshet mirë. Me kujdes kallëpet ndahen njëri nga tjetri dhe bëhet nxjerrja e shtyllave konike. Nxirret modeli nga kallëpi i epërm dhe bëhet përmirësimi i dëmtimeve eventuale të shkaktuara gjatë nxjerrjes së modelit dhe rregullohen kanalet për derdhje të masës së shkrirë. Pluhrosen të dy sipërfaqet e gjysëm kallëpeve me grafit për të pengu ngjitjen e rërës për sipërfaqen e detalit të derdhur. Gjysëm kallëpet bashkohen prap njëri mbi tjetrin. Kështu kallëpi është i gatshëm për derdhje.


154 2003 .

1

Mbi një sipërfaqe të rrafshtë, vendoset gjysma e parë e modelit.

2

Mbi model hudhet pluhur izolues (grafit), e mbi te pastaj hudhet rëra për

model e cila ngjeshet.

3

Pasi që korniza e epërme të mbushet

mirë me rërë për kallëpim dhe me rërë plotësuese për kallëpim, rëra ngjeshet

dhe rrafshohet mirë. Me shpues (armaturë) bëhet shpuarja e vrimave për dalje të gazrave që lirohen nga masa e

lëngët gjatë derdhjes.

4

Pas operacionit të më sipërm, kaca(korniza) rrotullohet për 1800.


2003 155

5

Mbi kornizën e parë vendoset gjysma e

dytë e modelit dhe korniza tjetër.

6

Tani, mbi model prap hudhet grafit dhe

rërë për model. Gjithashtu këtu vendosen shtyllat konike që shërbejnë për punimin e kanaleve për derdhje.

7

Mbi rërën për kallëpim hudhet rëra për

mbushje dhe ngjeshet mirë.


156 2003 .

8

Kornizat ndahen me kujdes njëra nga tjetra dhe bëhet nxjerrja e shtyllave

konike me anë të goditjeve të lehta me çekan.

9

Për të lehtësu nxjerrjen e modelit, në te mund të ngulim ndonjë gozhdë. Duke e goditur gozhdën në model shkaktohen

lëkundje të vogla të cilat e lirojnë modelin nga rëra dhe lehtësojnë

nxjerrjen e tij.

10

Edhe nga korniza e epërme nxirret kallëpi i epërm.


2003 157

11

Pas nxjerrjes së modeleve bëhet korigjimi dhe përmirësimi i dëmtimeve eventuale të shkaktuara gjatë nxjerrjes

së modeleve. Gjithashtu bëhet rregullimi i sistemit të derdhjes ashtu që masa e shkrirë të mos bie drejtëpërdrejt në

kallëp.

12

Mbi sipërfaqet e të dy gjysmëkallëpeve

hudhet pluhur grafiti për të pengu ngjitjen e rërës për sipërfaqen e detalit të

derdhur. Pas kësaj kallëpuesit bashkohen dhe kallëpi është i gatshëm për derdhje.

Fig.132-Ecuria e proqesit të kallëpimit

b) Zemrat Zemrat janë trupa të cilët gjatë derdhjes në detalin e derdhur formojnë zbrazëtirat, d.m.th. ato në kallëp zënë hapësirën e cila pas derdhjes në detal paraqet zbrazëtirë. Ato punohen prej rërës së kuarcit të pastër duke u dhënë ndonjë shtesë lidhëse. Si shtesë lidhëse përdoren: vaji i lirit, i pambukut, vaji mineral ose ai i peshkut, mielli prej patateve ose prej elbi, mbetja pas kristalizimit të sheqerit, i cili përmban deri 50% materie të sheqerit, etj. Për punimin e zemrave përdoren arkat për zemra, shabllonat dhe makinat për punimin e zemrave. Arkat prej druri ose metali mund të jenë dy pjesëshe (fig.133) ose shumëpjesëshe. Në fig.133 është treguar përgaditja e një zemre cilindrike në një arkë të ndashme në dy pjesë, që montohen me kllapa metalike. Arka e zemrës mbushet nga sipër me përzierje, ngjishet me dorë (fig.133 a), shpohet me armaturë 1 për të formua kanalet e ajrimit (fig.133 b), hiqen kllapat 2 dhe gjysma e sipërme e arkës (fig.133 c).

TEKN

158

Zemrat gozhda qrëndë e m

NIKA E MAT

e mëdha dqë të jetë pometalit me n

TERIALEVE

a)

Fig

duhet të shtzita e zemr

ngritë më lar

E

g.133- Përga

tërngohen mës saktë e srtë zemrën e

2003

c) ditja e zemrë

me mbështehtërnguar (e lehtë, në k

3

ës në kuti dy

etësa speciafig.134). Qëkallëp mbi m

b)

y pjesëshe

al prej llamë të mos mumbështetëse

marinës së çundet pjesa e vehet pesh

Fatmir Çerk

çeliktë ose e shkrirë e

ha d.

kini

.

me më

Fatmir

c) Pregad Pdhe prej mpërmban Prërës së tpër lëshimlëshimin rregulloh Rkallëpi i plasticitekallëpit iPër punimmetal oseSipas stantë cilën s

r Çerkini

a)

ditja e rërës

ër trajtiminmetalit. Rërsasi të voglërmbajtja ktrashë kallëpmin e gazre gazrave

het. Përm Më p

Rëra për dergatshëm (i

et përkatës. a zvogëlojnmin e kallëe lidhje duhndardit kuakajet e kokr

Fmbështetësit

s për punim

n e modelevra për derdhla gëlqere, o

kryesore e rpet e punuaave, ndërsae kanë m

mbajtja mesa80-85 % 7-10 % a

pak se 2 % g0,5 % alk6 % oksi

rdhje duhetpregaditur)

Gëlqerja, hnë pikën e shëpeve, rëra het të derdhealiteti i rërësrrave të rërë

Fig.134-Kallët, b) gozhdat,

min e kallëp

ve me derdhhje është e pokside hekurërës për deara japin dera rëra më e

më të vogël.

atare e rërës rërë kuarci

argjilë gëlqere (Cakaloide id hekuri (F

t të jetë pla) të ruajë tr

hekuri, oksidhkrirjes. duhet të ke

et në to. s caktohet nës fillojnë të

2003

ëpi dypjesësht, c) zemra

peve

hje nevoitenpërbërë prejuri dhe alkalerdhje ështërdhje me sipimët jep d

. Në qoftë

është kjo:i

aO)

Fe2O3)

astike, që trajtën e vetdet dhe alka

etë zjarr dur

në bazë të teë shkrihen (

h me zemrën

n kallëpet. Kj rërës së kuloide. ë rëra e kuapërfaqe të v

detalin me sse përdore

të mund të t. Argjila lidaloidet janë

rueshmërin

emperaturës(tabela ).

TEK

në mes

Kallëpet muuarcit dhe a

arcit të granvrazhdë, porsipërfaqe met rëra e p

trajtohet ledhë kokrrat përzierje të

ë përkatëse

s së sinterim

KNIKA E MA

und të punoargjilës, ndë

nulacionit tër kanë aftës

më të lëmuepërzier, lësh

ehtë dhe nët e kuarcit dë dëshiruara

e, nga e cila

mit, d.m.th. t

ATERIALEV

1

ohen prej rërsa si përzie

ë caktuar. Psi më të madet, por kallëhimi i gazr

ë këtë mëndhe i jep rëa, për shkak

a shihet se

temperatura

VE

159

ërës erje

Prej dhe ëpet rave

nyrë ërës k se

cili

a në


160 2003 .

Tabela 14 - KUALITETI I RËRËS PËR DERDHJE ME TEMPERATURË TË SINTERIMIT

Kualiteti Temperatura e sinterimit

i dobët i mjaftueshëm

i mirë sh. i mirë

i shkëlqyeshëm

deri në 1200 0 prej 1200 - 1300 0 prej 1300 - 1400 0 prej 1400 - 1450 0 më tepër se 1450 0

Rëra për punimin e kallëpeve për metale të lehta duhet të ketë temperaturën e sinterimit 950- 1100 0, për gizën e hirtë 1250 0, ndërsa për gizën e çelikut 1300 0. Përveç kësaj kallëpet e punuara duhet të jenë mjaft të qëndrueshme ashtu që të mund të mbajnë shtypjen e metalit të derdhur dhe t’i lëshojnë mirë gazrat të cilat paraqiten gjatë procesit të derdhjes. Rëra e freskët përdoret vetëm si model-rëre, d.m.th. ajo i shtrohet modelit në shtresë të hollë, ndërsa pjesa tjetër e kallëpit mbushet me rërë për mbushje. Me rërë të vjetër nënkuptojmë rërën e përdorur edhe më përpara, e cila për shkak të përdorimit e ka humbur plasticitetin dhe aftësinë për lëshimin e gazrave. Që të mund t’i kthehen këto cilësi ajo përpunohet. Në shkritore rëra harxhohet me sasi të madhe dhe mesatarisht mund të merret se për 100 kg të derdhjes harxhohet 500-1000 kg rërë, kështu që përdorimi i rërës të përdorur më parë është i domosdoshëm me qëllim të zbritjes së çmimit të prodhimeve të derdhura. Si rërë për veshje (mbushje) përdoret më së shumti rëra e vjetër e përpunuar ose rëra me kokrra të mëdha dhe me kualitet të dobët. Para se të përdoret rëra për derdhje, duhet të pregaditet. Rëra natyrale thahet në furrat për tharje, për të larguar lagështinë e tepërt. Pas tharjes rëra sitet dhe pastaj thërmohet në mullij për të përfituar rërën me madhësi të kokrrave të mjaftueshme. Në rërën e vjetër gjinden thërmia metalike, gozhda, copa të vogla të gizës, etj të cilat duhet të largohen. Ndarja bëhet me ndihmën e aparatit magnetik, siç shihet në fig.135.

Fatmir

Derdhja eprishen, sipërfaqëprej të cil Dsaktësi dderdhjen mekanik)Format mtyre vareështë e leDetalet etermik (pSi anë nenumri i kindividua

r Çerkini

a) shpo

9.1. MËN

e detaleve ndetalet e fit

ësore është elave më të p

Derd

Derdhja në fdhe pastërti

në forma ), etj.

metalike (koet nga lloji ievërdishme e derdhura npjekjes). egative e fokufizuar i dal.

Fig.1orta për hedh

NYRAT SPE

në format e tuara kanë e ulët, etj. Ppërhapurat j

dhja në for

forma metal sipërfaqësprej rëre, r

okilet) përgai metalit qëkur sasia e

në kokile ka

formave medetaleve të d

135- Magnethjen e rërës,

ECIALE T

përgatiturasaktësi të v

Për mënjanimjanë derdhje

rma metalik

like është njore. Derdhjrritet prodh

aditen prej gë derdhet, ndetaleve të

anë mjaft sfo

talike mundderdhura, të

2003

ti për ndarjenb) ulluku i tu

TË DERDH

a prej rëre kvogël (shtesmin e këtyret në forma

ke- kokile

jë nga derdhja në konkhimi kualita

gize, lidhjevga masa e dvogla është

forcime të b

d të përmenë cilat nuk

n e grimcaveundjes, c) tru

HJEVE

ka disa të msat e punim

re të metavemetalike.

dhjet progreskile rrit renativ (duke l

ve të alumindetalit, nga ë mbi 200- 4rendshme, p

nden: vështjanë të lev

TEK

e të hekuritumbeta, d) el

meta: ato përmit mekanike përdoren m

sive për të fndimentin 2logaritë ulj

nit dhe prej forma e ty

400 copë. prandaj ato

tirësia e pëvërdishme të

KNIKA E MA

lektromagnet

rdoren vetëmk janë të mmënyra spec

fitu detale t2-5 herë nëen e shtesa

çeliku. Qënyre, etj. Der

i nënshtroh

ërgaditjes sëë përdoren

ATERIALEV

1

ti

m një herë dëdha, pastëciale derdhj

të derdhura ë krahasim ave të puni

ndrueshmërrdhja në kok

hen përpuni

ë kokileve dpër prodhim

VE

161

dhe ërtia eje,

me me

imit

ia e kile

imit

dhe min


162 2003 .

Derdhja qendërikëse (centrifugale) Me derdhje centrifugale përgaditen detale të derdhura, trajta e të cilave merret nga veprimi i forcave centrifugale mbi metalin e shkrirë. Sipas pozicionit të aksit të rrotullimit, makinat qendërikëse mund të jenë:

a) me aks horizontal b) me aks vërtikal

Në fig.136 është e treguar skema e derdhjes qendërikëse me aks vërtikal, ndërsa në fig.137 me aks horizontal. Metali 1 hudhet nga ena për derdhje 2, në formën metalike 3, e cila bën rreth 500-1500 rr/min. Nën veprimin e forcave qendërikëse që lindin nga rrotullimi i formës, metali i shkrirë përhapet në sipërfaqen e brendshme të formës, duke u formuar kështu detali i derdhur 5, bosh nga ana e brendshme, pa përdorimin e zemrave. Forma 3 kapet me një flanxhë në boshtin 4 të makinës. Flanxha 6 shërben si kapak i formës. Sa më i vogël të jetë numri i rrotullimeve të formës, aq më shumë prishet njëtrajtshmëria e trashësisë së mureve të detaleve të derdhura. Numri i rrotullimeve të formës në derdhjen qendërikëse me aks horizontal njehsohet me formulën:

min/5520

rrR

n

ku janë : n- numri i rrotullimeve të formës në min. γ- dendësia e metalit të shkrirë, në g/cm2 R- rrezja e brenshme e detalit të derdhur, në cm.

Fig.136- Skema e derdhjes qendërikëse me aks vërtikal

1)masa duke u derdhur, 2)ena prej nga derdhet masa e shkrirë, 3)Forma, 4)aksi rrotullues, 5)marrja e formës në enë, 6) kapaku për mbylljen e formës

Fatmir

Mmotorëve

1.gypi i d

Në fig.13është i punë kallëpndërsa e dhe palohçdo kallënë muret D

r Çerkini

Me derdhjene, bokola etj

derdhur, 2. kashkrirë, 5. e

36 është paunuar me krp me krejt tërë aparatu

het në formëp përballone kallëpit, k

Derdhjet qen

Fi

n qendërikëj.

Fig.137allëpi për forelektromotori

araqitë apararom-nikël-çgjatësinë. Nura në atë k

më të spiralen prej 3000kështu që fo

ndërikëse pë

ig.138- Derd

ëse me aks

7-Skema e dermimin e gypi për rrotulli7. kahja e lëv

atura për prçelik. KallëpNë kohën ekohë lëvizë s në kallëp.

0-4000 derdortësia zmad

ërdoren edh

dhja qendëri

2003

horizontal

erdhjes qendpit, 3. ullëku pimin e kallëpvizjes drejtvi

rodhimin e pi 2 rrotulloe derdhjes në drejtim

. Giza ështëdhje. Me nddhohet për 7

he për detale

ikëse për deta

prodhohen

dërikëse me apër derdhje,

pit, 6. rrotat mizore të apar

gypave. Kohet përmbi kallëpi rrottë shigjetë

ë e nxehur ndikimin e fo70%, duke

e që nuk jan

ale që nuk ja

TEK

tuba gize,

aks horizont 4. stafa për

mbi të cilat rraturës.

Kallëpi me grrotullat 6.

tullohet mes 7. Nga sta

në temperatuorcës centrifu zvogëluar

në trupa rrot

anë trupa rro

KNIKA E MA

këmisha të

tal r derdhje, ku rrotullohet ka

gyp ftohet m Ullëku për

e anë të eleafa 4 nëpërurë prej 120fugale, hekur pesha për

tullimi (fig.

otullues

ATERIALEV

1

ë cilindrave

gjindet hekuallëpi,

me ujë, ndër derdhje 3 hektromotoritr ullëk del g00-1250oC duri dendëso25%.

138).

VE

163

e të

uri i

ërsa hyn t 5, giza dhe

ohet

TEKN

164

Format 1i derdhje D -G -D -Nngjeshura -K P -Sdhe -K Derdhja Nmadhe. Pmakinës

Mderdhjes, Npresimi.

NIKA E MAT

rrotullohens qendrore 2

Derdhja qendGjatë derdhjDerdhja bëhNgurtësimi a, pa gazra oKjo mënyrëor ky lloj i dSipërfaqja e

Ka pasaktës

me trysni

Në derdhjenPër këtë deme dhomë t

Metali i shkr, pistoni 4 n

Në fig.140 ë

TERIALEVE

n së bashku2, ku futet mdërikëse ka jes së cilind

het me currii metalit n

ose tkurrje. ë e ka koeficderdhjes kae brendshm

si të fitimit t

n me trysni erdhje përdtë ftohtë jep

Fig. 139

rirë futet nënxjerr sipër tështë dhënë

E

u me bankënmetali në fotë mira se:

drave nuk kil të lirë pa snën veprim

cientin e proa edhe të mee del e pap

të sipërfaqe

metali i shoret makinpet në figurë

9- Skema e p

ë cilindrin 1tepricën e mskema e pu

2003

n rreth aksitorma nëpërm

a nevojë pësistem derdh

min e forca

odhimit të meta: pastër, gjë q

ve të lira të

hkrirë futet na me dhomën 139.

punës e maki

1, ku pistonmetalit 5; paunës e mak

3

t vërtikal. Nmjet kanalev

ër zemra përhjeje. ave qendëri

mirë (92-95%

që kërkon p

detaleve të

në formënmë të ftohtë

inës për derd

ni 2 e ngjesastaj hapet kkinës për de

Në aksin e rrve ushqyese

r fitimin e v

ikëse çon

%).

ërpunime m

ë derdhura.

n metalike (ë ose të nx

dhje me trys

shë atë në kkallëpi dhe nerdhje me tr

rotullimit ne 3.

vrimave.

në fitimin

më të mëdh

(presëformëxehtë. Skem

ni

kallëpin 3 (fnxirret detarysni me dh

Fatmir Çerk

ndodhet siste

e detaleve

a mekanike

ë) me trysnma e punës

fig.139 b). li 6.

homë të nxe

kini

.

emi

e të

e, si

ni të s së

Pas

ehtë


2003 165

a) b)

Fig.140 - Derdhja me trysni me dhomë të nxehtë presimi a)injektimi i masës së lëngët, b) nxjerrja e detalit

1.dhoma e trysnisë, 2.pistoni, 3.vrimat për hyrjen e masës së lëngët, 4.kanali injektues, 5.kallëpi, 6.detali i nxjerrur

Kjo makinë përdoret për derdhjen e lidhjeve me bazë zinku, plumbi dhe kallaji. Dhoma e trysnisë mbushet me metal të lëngët nëpërmjet vrimave anësore 3. Gjatë lëvizjes poshtë të pistonit vrima 3 mbyllet dhe metali i lëngët nëpërmjet kanalit hyn në kallëpin 5. Pas ngurtësimit të metalit pistoni kthehet në gjendjen fillestare dhe teprica e metalit të lëngët nga kanali 4 kthehet në dhomën e trysnisë. Hapet kallëpi, nxirret detali prej saj, mbyllet kallëpi përsëri dhe puna përsëritet. Lidhjet që përdoren për derdhjen me trysni, duhet të kenë rrjedhshmëri të mjaftueshme në temperaturë jo shumë të lartë, sepse temperatura e lartë e përmirëson mbushjen por e shpejton konsumimin e saj. Më mirë derdhen me trysni lidhjet e zinkut, magnezit, aluminit dhe bakrit. Përparësitë e derdhjes me trysni janë : mbushja e plotë e formës, pastërtia e sipërfaqes dhe saktësia e përmasave si dhe shpejtësia e madhe e kryerjes së punës.

Fig.141-Prodhim nga legurat e aluminit i fituar me derdhje presuese


166 2003 .

Derdhja me ndihmën e vakumit

Fig.142-Furra induksione

10.0. MATERIALET JOMETALIKE 10.1. Druri

Fig.143-Struktura e drurit


2003 167

Druri është material i cili përveç si lëndë djegëse, përdoret edhe si pjesë makinerike dhe në ndërtimtari. Druri përdoret me të madhe në industri, si material për konstruksione për detalet e makinave bujqësore, për punimin e modeleve për derdhje në shkritore, për kushineta rrëshqitëse dhe dhëmbëzorë që punojnë në ngarkesa goditëse, etj. Dhëmbëzorët prej druri punojnë pa zhurmë, kërkojnë pak lubrifikim dhe kanë afat shërbimi gadi të njejtë me të dhëmbëzorëve prej bronzi. Druri përfitohet nga drunjtë e prerë të ndryshëm, kryesisht nga trupi i tyre, pjesë të trupit dhe nga degët. Druri përbëhet nga disa unaza koncentrike, rrathë vjetorë, që janë formuar çdo vit gjatë rritjes së drurit. Rrathët vjetorë vihen re mirë në seksionin tërthorë. Ata i kanë dy shtresa: të brendshmen-kah zemra e trupit dhe, pjesa e jashtme e rrethit vjetor kah lëvorja e trupit. Shtresa e brendshme formohet në pranverë ose në fillim të verës, ndërsa ajo e jashtmja-në fund të verës. Kështu në trupin e drurit (fig.143) dallojmë: zemrën ose bërthamën 1, masën e vërtetë të drurit 2, kambiumin 3 dhe lëvoren 4. Lëvorja dhe kambiumi përdoren për përpunim të mëtejshëm vetëm për disa lloje të drunjve (bungu, shelgu, bliri, mështekna). Në prerjen e tërthortë të disa llojeve të drunjve (p.sh.bungu)qartas mund të shihen shiritat e ngushtë radial 5. Disa lloje të drurit nuk e kanë ngjyrën uniforme : në brendi të trupit kanë ngjyrë më të mbyllët se sa në zonat periferike (p.sh. ahu,gështenja,bredhi etj.). Në këtë rast pjesa e brendshme me ngjyrë të mbyllët quhet palcë e drurit 6, e zona e jashtme me ngjyrë më të çelët quhet të bardhtë e drurit 7. Drunjtë e tillë quhen palcorë. Druri është i përbërë prej qelive të llojeve të ndryshme të lidhura ngushtë njëra me tjetrën, kanë forma të ndryshme, madhësi dhe funksione të ndryshme në jetën e drurit. Qelitë duke u rritur së bashku, formojnë fijet (fibrat) ose rezervoare, që janë të zgjatura përgjatë aksit të trupit. Çdo devijim i fibrave nga ky drejtim shkakton prishje në dru. Materia kryesore e mureve të qelive që formojnë drurin janë celuloza dhe lignini të lidhur ndërmjet veti. Celuloza ka përbërje fibrore dhe paraqet një materie kimike mjaft stabile: nuk tretet në shpiritus, ujë, eter, aceton dhe në tretës tjerë të zakonshëm. Lignini ose materia e drurit u japin mureve të qelive fortësi dhe elasticitet. 10.1.1.Mbrojtja dhe konzervimi i drurit Me konzervim të drurit nënkuptohen format speciale të përpunimit të drurit me qëllim që të arrihet stabiliteti ndaj kalbjes dhe të rritet qëndrueshmëria ndaj zjarrit. Për të qenë druri stabil ndaj kalbjes ai ngopet (impregnohet) me lëndë të ndryshme organike ose inorganike. E për t’u bërë druri zjarrdurues ai impregnohet ose ngjyroset me antipirenime. Antikalbësit(antiseptikët) mund të jenë lëndë inorganike dhe organike si p.sh.: -Fluorsilikat natriumi në tretësirë 2 deri 4%, -Vaj antraciti që depërton në poret e drurit,etj. -Tretjet ujore të krypërave minerale (klor-zink 2-5%)


168 2003 .

Mënyra e mbrojtjes së drurit me antiseptikë është e ndryshme: me lyerje, me spërkatje, me impregnim nën presion, etj. Druri që impregnohet duhet të jetë i thatë dhe pa lëvore. Lagështia e lejuar gjatë impregnimit duhet të jetë nën 25%. Në 1 m3 dru që duhet impregnuar konsumohet 5-7 kg klor-zink, 3-5 kg fluor natrium, 150 kg vaj kreoziti, etj. Edhe për mbrojtje nga zjarri në tretësirë mund të përdoret fluor natriumi i cili shërben edhe si antiseptik. Për mbrojtje nga zjarri mund të përdoret edhe një cipë mbrojtëse e fituar me përzierje të qelqit të lëngët me pigmente glicerinë teknike dhe emulzione kloroparafinë. 10.1.2.Karakteristikat dhe vetitë e drurit Karakteristikat e jashtme të drurit janë : a) ngjyra, b) tekstura, c) shkëlqimi, d) era. a) Ngjyra është karakteristikë e rëndësishme për dallimin e llojeve të ndryshme të drunjëve dhe për njohjen e kualitetit të tij. Ngjyra uniforme paraqet kualitet të mirë të drurit. Njollat e murrme dhe të çelëta tregojnë dëmtimin e drurit nga kalbja dhe sëmundje tjera. b)Tekstura në të vërtetë është vizatim në formë larash të cilat paraqiten në prerjet e drurit. Tekstura është karakteristike për çdo lloj të drurit. Fijet të cilat janë njëri ndër elementet e ndërtimit të drurit mund të jenë të drejta dhe mund të kenë formë të valvitur për së gjati etj. c)Shkëlqimi dallohet në sipërfaqen e plasjeve të disa llojeve të drurit (bungu,frashëri etj.) dhe shkaktohet me radhitjen e afërt të rrezeve palcore. d)Aroma e drurit varet nga rrëshirat, vajrat eterik, materiet e drurit për regjie, të cilat i përmbanë druri. Karakteristikat teknike të drurit janë: pesha vëllimore,lagështia,qëndrueshmëritë kufitare në shtypje përgjatë fijeve dhe goditjet përkulëse. Pesha vëllimore e drurit sillet brenda kufinjëve 0,35-0,75 kg/dm3, e më rrallë 1,0-1,25 kg/dm3.Sipas kualitetit druri ndahet në dru për tu përpunuar dhe dru për djegie. Lagështia e drurit përcaktohet në bazë të raportit(krahasimit) të peshës së lagështisë ndaj peshës së drurit të thatë (kampionët e drurit thahen në 100-105°C) dhe përcaktohet me përqindje(%).Druri i posaprerë përmban 30-40% masë drurore, 25-40% ujë dhe 30-25% ajër.Lagështia në masë të dukshme ndikon në vetitë mekanike të drurit.Me rritjen e lagështisë vetitë mekanike të drurit bien.Lagështia prej 15% quhet lagështi normale dhe në këtë lagështi përcaktohen vetitë fizike të drurit. Kufiri i qëndrueshmërisë varet nga lloji i drurit, në tërheqje për së gjati fijeve është σM=7000-12000 N/cm2, gjatë shtypjes për së gjati fijeve është σP=3000-7000 N/cm2 dhe në përkulje për së gjati fijeve është σf=5000-13000 N/cm2. Si rrjedhim i ndërtimit fijor, druri dallohet për rezistencë të lartë në tërheqje dhe shtypje përgjatë fijeve, kurse me rezistencë të vogël në drejtim tërthor të fijeve.


2003 169

10.1.3. Përpunimi mekanik i drurit Pas prerjes së drurit në trupa, ai përpunohet nëpër zdrugthe ose në sharra. Në makineri janë më të rëndësishme prodhimet e përpunuara pastër, siç janë: furniri, lesoniti, shperpllaka, etj. -Furniri. –furnir quhen fletët e holla të drurit deri në 4 mm trashësi. Përdoret në industrinë e mobileve. Varësisht nga mënyra e përfitimit ka shum lloje të furnirit (fig.138,a dhe b).

Fig.144- Përfitimi i furnirit

Furniri i fituar në formën 144.a), përdoret për mbulimin e pjesëve të drurit për dukje më të bukur. Ndërsa furniri i fituar në mënyrën b), përdoret për ndërtimin e pllakave për tavolina (fig.145) dhe për ndërtimin e shperpllakave (fig.146).

Fig.145-Pllaka për tavolina,mobileri

-Shperpllakat.-Furniri përdoret më së shumti në industrinë e shperpllakave. D.m.th. fletëzat e holla të drurit kryqëtohen nën ndonjë kënd, zakonisht nën kënd të drejtë dhe ngjiten; kështu formohen shperpllakat. Pllakat e ngjitura nga 3, 5, 7, 9 e më shumë furnira më pak deformohen dhe kanë qëndueshmëri disa herë më të madhe se druri i trashsisë së njejtë, (fig.146).


170 2003 .

Fig.146-Shperpllaka

Përdorimi i shperpllakave është shumë i vjetër, afër 3000 vjet. Në Europë përdorimi i shperpllakës është zhvilluar vetëm kah fundi i shekullit XIX. -Lesoniti.-Përfitohet nga mbeturinat dhe gdhendlat e drurit, të cilat përzihen me material lidhës (ngjitësa), presohen në presë të nxehtë në pllaka (fig.147).

Fig.147-Proqesi teknologjik i fitimit të pllakave të lesonitit

Pas ftohjes së kujdesshme, pllakat priten në formate dhe sipërfaqet e tyre përpunohen, që të jenë të lëmueta.


2003 171

10.2. Goma Gomë quhet prodhimi i shndërrimit kimik (vulkanizimit) të kauçukut. Kauçuku, duke rënë në kontakt me disa lëndë vullkanizuese, p.sh. me squfur, natrium, etj., pëson ndryshime kimike, si rrjedhim i të cilave formohet goma. Goma ka gjetë përdorim të madh në makineri dhe industri tjera, për shkak të vetive të mira që ka. Ndër këto veti mund ti përmendim: Elasticitetin, qëndrueshmërinë kimike ndaj acideve dhe bazave, qëndrueshmërinë ndaj fërkimit, aftësinë për të shuar lëkundjet, etj. Goma lidhet mirë me metalin, prodhimet e tekstilit, azbestit, etj. Prodhimet e gomës përdoren kryesisht si elemente të makinave dhe agregateve. Varësisht nga struktura e gomës, prodhimet mund të jenë të paarmiruara-të prodhuara prej gomës njështresëshe, pa shtresa pëlhure, si p.sh. unaza gome, etj; dhe të armiruara- me shtresa pëlhurash të vullkanizuara, siq janë p.sh. rrypat e transmisionit, elementet gypore prej gome, ose me pjesë metalike të vullkanizuara, siç janë amortizatorët prej gome, bokolat për balestra, etj. 10.3. Azbesti Azbesti është material fibroz me origjinë minerale. Fibrat (fijet) e azbestit janë të thyeshme, por zjarrëduruese. Djegia e fijeve të azbestit mund të bëhet vetëm në 15000C. Përveç qëndrueshmërisë ndaj nxehtësisë, fijet e azbestit kanë qëndrueshmëri të lartë mekanike, ndaj acideve dhe bazave. Fijet e azbestit janë të shkurtëra deri në 3 cm. Me fije të shkurtëra të azbestit duke i përzi me (deltinë, botë), fitohet kartoni i azbestit. Fijet më të gjata përdoren për punimin e pëlhurave të azbestit. 10.4. Qelqi Qelqi është ndër prodhimet kryesore të industrisë së silikateve. Ka strukturë amorfo-kristalore. Prodhohet duke shkrirë në temperaturë 14000C një përzierje të dioksidit të siliciumit SiO2, gurit gëlqeror CaO dhe karbonatit të natriumit Na2CO3 me okside tjera. Nga përqindja e këtyre oksideve varen edhe cilësitë e qelqit. Kështu qelqi optik përbëhet nga siliciumi i pastër SiO2, qelqi i dritareve përbëhet nga okside të siliciumit, kalciumit dhe natriumit. Qelqet me ngjyra, p.sh. të shisheve të ambalazhit, përmbajnë okside të hekurit, kurse qelqet që përdoren për sende zbukurimi përmbajnë okside të kobaltit, arit etj. Mund të prodhohen qelqe me veti të posaçme, p.sh. qelqe zjarrëduruese, qelqe me fortësi të madhe etj. Qelqet përdoren si izolues elektrik në elektroteknikë. Fijet prej qelqi quhen lesh xhami dhe janë izolues të mirë të nxehtësisë.


172 2003 .

10.5 Masat plastike Janë materiale polimere natyrore ose sintetike. Ato përbëhen nga një numër shum i madh molekulash të vogla (monomere), të lidhura në formë të vargjeve me njëra- tjetrën. Masat plastike kanë një mori vetish: janë të qëndrueshme ndaj veprimeve kimike, kanë dendësi të vogël, kanë qëndrueshmëri mekanike dhe ndaj fërkimit, përpunohen lehtë, kanë përcjellshmëri të ulët të nxehtësisë, nuk e përcjellin elekricitetin etj. Në saje të këtyre vetive masat plastike kanë gjetur përdorim të gjërë në degë të ndryshme dhe fusha e përdorimit të tyre po zgjerohet vazhdimisht. Në shum raste ato po zëvendësojnë metalet me ngjyra dhe të zeza. 1t plastmasë mundë të zëvendësojë deri në 3t metale me ngjyra. Detalet prej plastmase janë deri në 10 herë më të lira se detalet prej bronzi. Përdorimi i tyre në makineri ka bërë që të ulet masa e konstruksioneve 4-6 herë dhe po kaq edhe koha e punës për prodhimin e tyre. Masat plastike ndahen në tri grupe: plastet- tëcilat duke u përpunuar marrin forma të ndryshme, elastet-që dallohen për vetitë e tyre elastike fibrat kimike- që janë të ndërtuara prej makromolekulave fijëzore të shtrira për së gjati. 1. Plastet Në bazë të qëndrueshmërisë ndaj nxehtësisë, plastet klasifikohen në duroplaste dhe termoplaste. Duroplastet, nën veprimin e nxehtësisë, pësojnë ndryshime të brendshme kimike, ngurtësohen dhe kthehen në produkte, të cilat zbuten, nuk shkrihen dhe nuk treten më, edhe po të ngrohen përsëri. Këtu bëjnë pjesë fenoplasti ose bakeliti. Termoplastet, me nxehje zbuten dhe kthehen në produkte. Përsëri mund të zbuten, të shkrihen e të treten, duke lejuar ripunimin e tyre. Këtu bëjnë pjesë poliklorvinili(PVC). Nga plastet tjera përdorim të gjerë gjejnë: Celuloidi- që është produkt i veprimit të acidit nitrik në celulozën natyrore. Mëndafshi veshtullor- që përfitohet nga celuloza. Bakeliti -që përfitohet nga përpunimi kimik i fenolit me formaldehidë. Si plaste tjera që përdoren mund të përmendim: polistirenin, poliklorvinilin, silikonet, poliamidet, polietilenin etj. Me nxehje në 150÷200°C, PVC- ja petëzohet në fletë të holla. Këto fletë, duke i presuar me njëra tjetrën, formojnë pllaka të PVC-së, me të cilat mund të prodhohen gypa, shufra etj. 2.Elastet -janë masa elastike, që durojnë ndryshime të mëdha të formës, mbi 100% në temperaturë normale dhe pas heqjes së forcës ato kthehen përsëri në gjendjen e mëparshme (ose mbesin deformacione shumë të vogla). Në këtë grup futen kauçuku natyror me prodhimet e tij dhe kauçuku sintetik. Kauçuku natyror -përfitohet nga lëngu i disa pemëve tropikale duke pikur dhe duke e ruajtur pastaj me acide dhe me ngrohje.


2003 173

Vetia kryesore e kauçukut natyror është elasticiteti i tij. Kemi theksuar më sipër se nga trajtimi në të nxehtë në 130°C me squfur, si rrjedhim i proqesit të vullkanizimit, kauçuku natyror shndërrohet në gomë. Kauçuku sintetik -(artificial) përgaditet nga polimerizimi i butadienit në prezencë të natriumit. Nevoja për prodhimin e kauçukut artificial lindi nga pamundësia për të përballuar me kauçukun natyror hargjimet shum të mëdha të llojeve të ndryshme të gomave në të gjitha degët e teknikës. Sot prodhohen shum lloje kauçuku sintetik, që dallohen për nga vetitë e tyre të ndryshme kimiko- fizike, si nga qëndrueshmëria në mese të acideve, nga qëndrueshmëria mekanike dhe ndaj fërkimit, nga fortësia e tj. 10.6. Ngjitësit (zamkat) Janë produkte vizkoze që kanë veti të mira ngjitëse. Specifiteti i ngjitjes së materialeve me ngjitës është që gjatë ngurtësimit të ngjitësit nuk vie deri te shkrirja apo difuzioni i materialeve të ngjitura, siç është rasti gjatë ngjitjes me saldim. Sot ekzistojnë ngjitës dhe mënyra të ngjitjes, ashtuqë mund të ngjiten materiale të ndryshme për nga struktura e tyre dhe përbërja. Mund të ngjiten materiale në kombinacione: metal-metal, dru-metal, qelq-metal, plastmasë-metal, gomë-lëkurë, gomë-plastmasë, etj. Ngjitësit ndahen sipas materialit kryesor në bazë të të cilit janë prodhuar. Kështu kem: 1.Ngjitës në bazë të kauçukut natyror 2. Ngjitës në bazë të kauçukut sintetik 3. Ngjitës në bazë të materialeve tjerë 10.7. Materialet për retifikim (polirim) Përdoren për përpunimin e sipërfaqeve të pastërta dhe të lëmuara. -Materialet natyror për retifikim janë: 1.Korundi- oksid i aluminit, i shëndritshëm 2.Shmirglli- është lloj i papastër i korundit 3.Guri i kuarcit- formohet nga grimcat e rërës të lidhura me ngjitës të kuarcit. -Materialet artificiale për retifikim, janë: 1. Shmirglli artificial- fitohet nga boksidi 2.Korundi artificial- fitohet me pastrimin e shmirgllit 3.Karborundumi- karbid i siliciumit i fituar nga rëra. Gurët për retifikim (qostrat) më së shumti punohen nga korundi artificial, karborundumi dhe rëra. Qostrat prej rëre përdoren për mprehjen e veglave. Fitohen me përzierjen e Korundit të imtësuar ose karborundumit me lidhës prej qeramike dhe pjekjen e tyre në temperatura deri në 1400ºC.


174 2003 .

10.8. Ngjyrat, llaqet dhe kiti Ngjyrat, llaqet dhe kiti përdoren për lyerjen sipërfaqësore të prodhimeve me qëllim të mbrojtjes së tyre, pamjes më të bukur etj. Në këtë grup bëjnë pjesë edhe lëndët tretëse të ngjyrave dhe llaqeve. Ngjyrat Janë materie për ngjyrosje të cilat përbëhen prej pigmenteve të cilat japin ngjyrën dhe nuancën përkatëse prej materialeve lidhëse dhe tretësve të cilët i japin ngjyrës vizkozitet të përshtatshëm për bartjen e ngjyrës me brusha. Si lëndë lidhëse themelore përdoren: Kompozime ngjyrash dhe ngjitësish që formohen prej ujit dhe ngjitësve organik. Ngjyrat e yndyrshme kryesisht përdoren për ngjyrosjen e prodhimeve të metalit dhe drurit. Këto ngjyra që përdoren në teknikë duhet të kenë këto veti: a) Ngjyra duhet tu jep mbrojtje mjaft të sigurtë metaleve nga ndikimi i lagështisë dhe ajrit. b) Ngjyra duhet të teret shpejtë dhe ti mvishet mirë metalit. c) Ngjyra duhet të jet stabile ndaj ndikimeve atmosferike. Në përbërjen e ngjyrës së gatshme të yndyrshme hyjnë: a) Pigmentët b) Firnajzi ( ngjyrë speciale e përpunuar që ngjitet shpejtë) c) Tretësi ( zakonisht terpentini) Detyra e pigmentëve është: të japin ngjyrën, të rrisin stabilitetin e vetive mbrojtëse. Për të fituar nuansa të ndryshme të ngjyrave përzihen pigmente të ndryshme. Ngjyrat e ndryshme fitohen me përzierjen e pigmenteve të thatë dhe të firnajzit. Më së shumti si pigmente përdoren: për ngjyrë të bardhë- nga të bardhët e plumbit të zingut, titanit, pluhuri i aluminit për ngjyrë të verdhë- Okeri. Llaqet Janë komponime për lyerje dhe ngjyrosje. Sipas përdorimit ndahen në llaqe mbuluese dhe llaqe për ngjyrosje. Llaqet mbuluese – janë përzierje e materialeve organike të cilat pas lyerjes formojnë në sipërfaqe një shtresë shkëlqyese stabile. Shërbejnë për mbrojtjen e prodhimeve nga ndikimet atmosferike dhe me qëllim të fitimit të shkëlqimit sipërfaqësor ose veti elektro izoluese. Llaqet për ngjyrosje- janë ngjyra të patretura të cilat përfitohen me fundërrimin e disa ngjyrave organike me anë të kryprave. Përdoren për ngjyrosjen e pëlhurave si dhe për prodhimin e disa ngjyrave akuarel dhe vajit për pikturim.


2003 175

Kitet Kitet janë masa të cilat vehen në sipërfaqe për ti rrafshuar ato dhe për tu arritur pamje sa më e mirë estetike. Në kite bëjnë pjesë sasi të mëdha të pigmenteve dhe shtresave tjera në formë pluhuri. Kiti mund të jetë i trashë (plastik) dhe i lëngët. Kiti i trashë kryesisht përdoret për rrafshitjen e sipërfaqeve që janë më shumë të parrafshta, ndërsa kiti i lëngët, për rrafshime të vogla. Kitet mund të formohen në bazë të llaqeve vajore ose nitroceluloze.


176 2003 .

LITERATURA

1.Prof.dr.N.Boshnjaku ,,NJOHURI MATERIALESH TË MAKINERISË”, Universiteti i Kosovës, Prishtinë 1985 2.Inxh. i dipl.Fatmir Çerkini ,,TEKNIKA E MATERIALEVE”(ligjerata të autorizuara), SHLT, Ferizaj 2003 3.B.Baholli, I.Hoxha, V.Nika, G.Demiraj, E.Lamani ,,STRUKTURA DHE PËRPUNIMI TERMIK I METALEVE”, Tiranë 1986 4.Doc.Tahir Haxhiymeri, Ali Katragjini, Qiriako Leka, Shyqyri Meta ,,TEKNOLOGJIA E MATERIALEVE”, Tiranë 1992 5.Dr.sc.Bajrush Bytyqi, Dr.sc. Hysni Osmani, Mr.sc.Nexhat Qehaja ,,MATERIALET E MAKINERISË”, Prishtinë 1998 6.Prof.dr.Fatmir Agolli ,,METALURGJIA E METALEVE ME NGJYRË”, Universiteti i Kosovës 1985 7.Focus International Book Produktion ,,ENCIKLOPEDIJA TEHNIKE” 1,2 Stockholm 1982 8.Niko Malešević ,,OSNOVE NAUKE O METALIMA” I,II,III,…VI, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb 1979 9.Dr.Jože Pirš ,,TEHNOLOGIJA MATERIJALA” I,II,III,…V, Sveučilište u Rijeci 1997 10.Б.B.Линчевский, A.Л.Coболевскй, A.A.Kальменев ,,METAЛЛҮРГИЯ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ”, Metaллургия-MOCKBA 1986. 11.Mr.S.H.Skenderi ,,SISTEMI NDËRKOMBËTAR I NJËSIVE (SI)”, ETMM i KSA të Kosovës, Prishtinë 1987 12.Bojan Kraut ,,STROJARSKI PRIRUČNIK”sedmo izdanje, Tehnička knjiga, Zagreb 1982 13.Mr.T.Adjiev ,,ISPITUVANJE NA MAŠINSKITE MATERIJALI”, Univerzitet Skopje 1989


2003 177

PËRMBAJTJA Faqe KAPITULLI I ............................................................................................................................. 3 1.0. METALET .............................................................................................................................. 3 1.1. VETITË E METALEVE .......................................................................................................... 3 1.2. NDARJA E METALEVE ........................................................................................................ 5 1.3. PROVAT E METALEVE DHE LIDHJET E TYRE ............................................................... 6 1.3.1. Provat me shkatërrimin e kampionit ..................................................................................... 6 1.3.1.1. Provat kimike ..................................................................................................................... 6 1.3.1.2. PROVAT MEKANIKE ...................................................................................................... 8 1.3.1.2.a.PROVAT MEKANIKE ME VEPRIM STATIK TË FORCËS ....................................... 9 Prova në tërheqje ............................................................................................................................. 9 Përcaktimi i modulit të elasticitetit .................................................................................................. 20 Prova në shtypje .............................................................................................................................. 22 Prova në lakim ................................................................................................................................. 24 Prova në përdredhje ......................................................................................................................... 26 Prova në prerje ................................................................................................................................ 28 PROVAT E FORTËSISË ................................................................................................................ 30 sipas Brinelit ................................................................................................................................... 30 sipas Vikersit ................................................................................................................................... 31 sipas Rokwelit ................................................................................................................................. 33 1.3.1.2.b. PROVAT MEKANIKE ME VEPRIM DINAMIK TË FORCËS ................................... 36 Prova e fortësisë sipas Poldit ........................................................................................................... 36 Metoda e Shorit ............................................................................................................................... 38 Metoda e Lesenit ............................................................................................................................. 40 Prova e shtalbësisë sipas Sharpit ..................................................................................................... 41 Provat e metaleve dhe lidhjeve në temperatura të ulëta dhe të larta ............................................... 44 1.3.1.3. PROVAT TEKNOLOGJIKE ............................................................................................. 46 Prova në kuposje ............................................................................................................................. 46 Prova në lakime të shumëfishta ....................................................................................................... 47 Prova në lakim ................................................................................................................................. 48 Prova në petëzim ............................................................................................................................ 49 Prova e sustave ................................................................................................................................ 50 Prova e aftësisë në kalitje ................................................................................................................ 50 Prova e përpunueshmërisë në prerje ................................................................................................ 56 Metoda e shpimit ............................................................................................................................. 56 Metoda e dy thikave ........................................................................................................................ 56 Prova e litarëve të çelikut ................................................................................................................ 57


178 2003 .

1.3.2. PROVAT PA SHKATËRRIMIN E KAMPIONIT ............................................................... 58 PROVAT PËR ZBULIMIN E DEFEKTEVE NË MATERIAL .................................................... 58 Provat me rreze të Rendgenit .......................................................................................................... 58 Mbrojtja nga rrezet e Rendgenit ...................................................................................................... 60 Provat me rreze Gama ..................................................................................................................... 60 Provat me ultrazë(ultratingull) ....................................................................................................... 61 Provat me magnete .......................................................................................................................... 62 Provat fluoroscentike ....................................................................................................................... 63 PROVAT METALOGRAFIKE ...................................................................................................... 63 KAPITULLI II ....................................................................................................................... 68 KRISTALOGRAFIA ...................................................................................................................... 68 NDËRTIMI I BRENDSHËM I METALEVE ................................................................................ 68 STRUKTURA E METALEVE DHE LIDHJEVE METALIKE .................................................... 68 PROQESI I KRISTALIZIMIT ........................................................................................................ 75 FORMAT E KRISTALEVE ........................................................................................................... 77 DEFORMIMET E STRUKTURAVE KRISTALORE ................................................................... 80 DEFEKTET E STRUKTURËS KRISTALORE DHE GABIMET NË RRJETA KRIST .............. 81 3.0.LIDHJET METALIKE. ............................................................................................................ 85 3.1. DIAGRAMET E EKUILIBRIMIT TË LIDHJEVE DYSHE .................................................. 86 3.1.1. DIAGRAMET E EKUILIBRIMIT TË LIDHJEVE HEKUR-KARBON ........................... 93 4.0. METALURGJIA E HEKURIT ................................................................................................ 102 4.1. PROQESI I PËRFITIMIT TË HEKURIT TË PAPËRPUNUAR NË FURRAT Ë LARTA ................................................................................................................. 102 4.2. ÇELIKU DHE PRODHIMI I TIJ ............................................................................................. 105 4.3. HEKURI I DERDHUR ............................................................................................................ 112 4.4. MËNYRAT E DERDHJES SË HEKURIT DHE ÇELIKUT .................................................. 116 4.5. KLASIFIKIMI I ÇELIKUT ..................................................................................................... 120 4.6. SIMBOLIZIMI I ÇELIQEVE SIPAS STANDARDIT DIN .................................................. 121 4.7.SIMBOLIZIMI SIPAS STANDARDIT KROAT (HRN). ....................................................... 125 5.0. PËRPUNIMI TERMIK I METALEVE ................................................................................... 129 5.1. KALITJA ................................................................................................................................. 132 5.2. RIARDHJA .............................................................................................................................. 143 5.3. VJETRIMI ................................................................................................................................ 144 5.4. PËRPUNIMI KIMIKO-TERMIK I ÇELIQEVE DHE LIDHJEVE ........................................ 145 6.0. METALET ME NGJYRA DHE LIDHJET E TYRE .............................................................. 146 7.0. LIDHJET ANTIFRIKSIONE .................................................................................................. 149 8.0. LIDHJET E FORTA ................................................................................................................ 150 9.0. DERDHJA ................................................................................................................................ 150 9.1. MËNYRAT SPECIALE TË DERDHJEVE ............................................................................ 161 10.0.MATERIALET JOMETALIKE ............................................................................................. 166 10.1. Druri ....................................................................................................................................... 166


2003 179

10.1.1. Mbrojtja dhe konzervimi i drurit ......................................................................................... 167 10.1.2. Karakteristikat dhe vetitë e drurit ........................................................................................ 168 10.1.3. Përpunimi mekanik i drurit ................................................................................................. 169 10.2. Goma ...................................................................................................................................... 171 10.3. Azbesti .................................................................................................................................... 171 10.4. Qelqi ....................................................................................................................................... 171 10.5. Masat plastike ......................................................................................................................... 172 10.6. Ngjitësit (zamkat) .................................................................................................................. 173 10.7. Materialet për retifikim (polirim) .......................................................................................... 173 10.8. Ngjyrat, llaqet dhe kiti ............................................................................................................ 174 . LITERATURA ................................................................................................................................ 176 PËRMBAJTJA ........................................................................................................................... 177 SHTOJCË ..................................................................................................................................... 180 Sistemi periodik i elementeve ......................................................................................................... 180

TEKN

180

S

NIKA E MAT

HTOJCË

TERIALEVE

E

2003

3

Fatmir Çerk

kini

.

teknika e material eve - ligjeratat-2003

Documents

mbrojtja dhe

sht komponent

gatshm pr

kanaleve pr

paku tri matje

lirohen nga

paisja pr

varsisht nga