Upload
adi-keshi
View
233
Download
12
Tags:
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERSITETI I PRISHTINËS
FAKULTETI I XEHETARISË DHE METALURGJISËDEPARTAMENTI I TEKNOLOGJISË
PUNIM DIPLOME
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike
të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Kandidati
Shpejtim Alimi
Mentori
Prof. Dr. sc. Hamit Mehmeti
Mitrovicë, 2008
Punim diplome
PËRMBAJTJA
PËRMBAJTJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I
1. HYRJE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2. NJOHURI TË PËRGJITHSHME MBI ÇELIKUN AUSTENITIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1 Çeliku austenitik X5CrNi18.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3. BAZA TEORIKE E VARËSISË SË REZISTENCËS ELEKTRIKE NGA DEFEKTET. . . . . . . . . . 103.1 Rezistenca elektrike . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.2 Regulla e Mathiessen-it . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3 Koeficienti i bymimit termik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4. MOSTRAT PËR ANALIZË DHE PËRGATITJA E TYRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.1 Saldimi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.2 Lidhja ndërmjet mostrave dhe shtyllave të bakrit me nikel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.3 Mbulimi sipërfaqësor me bakër në të dy skajet e mostrave me PVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5. METODAT EKSPERIMENTALE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205.1 Ura e Thomson-it . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205.2 Mikroohmmetri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225.3 Procedura e matjes dhe efektet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6. REZULTATET DHE DISKUTIMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276.1 Rezultatet eksperimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276.2 Rezultatet e llogaritura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306.3 Diagrama e varërisë së rezistencës specifike elektrike nga temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366.4 Problemet gjatë matjeve eksperimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416.5 Propozimet për zgjidhjen e problemeve të cilat mund të përdororen në të ardhmen . . . . . . . . . . . . 426.5.1 Elektroliza e bakrit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426.5.2 Lidhja me argjend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
7. PËRFUNDIMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
8. LITERATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
REGJISTRI I TABELAVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 REGJISTRI I ILUSTRIMEVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Falënderimi
Së pari falënderojmë profesorin e nderuar Hamit Mehmeti si njëri ndër kryesorët për realizimin e
punimit të diplomës në mënyrë praktike në Institutin e Materialeve në TU Bergakademie Freiberg
“ Institut für Werkstoffwissenschaft ” der Technische Universität Bergakademie Freiberg në
Gjermani, e njëherit edhe mentor në temën e punimit të diplomës me titull: Ndikimi i temperaturës
ndaj rezistencën elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 apo “ Restwiderstandsmessungen an
einem verformten metastabilen austenitischen Stahl ”.
Poashtu falënderojmë dekanin e nderuar të Fakultetit të Xehetarisë dhe Metalurgjisë në Mitrovicë
Prof. Dr. sc. Kadri Berisha i cili dha kontribut të konsiderueshëm dhe përkrahje që ne të kemi
mundësinë e punimit të diplomës në TU Bergakademie Freiberg.
Gjithashtu falënderojmë edhe Prof. Dr.-ing. habil. Dr. h. c. H. Oettel i cili me projektet e
DAAD – së të stipendiave më përkrahi financialisht gjatë realizimit të këtij punimi e njëherit kryesorë
në bashkëpunime ndërunivesitare.
Falënderoj Dr. rer. nat. D. Heger për ndihmën e tij i cili ishte kordinator në punën praktike të
punimit të diplomës në Institutin e Materialeve “ Institut für Metallkunde ” TU Bergakademie
Freiberg.
Së fundi më lejoni që të falënderoj edhe familjen time për përkrahjen e vazhdueshme gjatë
shkollimit tim.
Ju Falënderit!
Punim diplome
1. HYRJE
Para shumë shekujsh shkencëtarët zbuluan se shtimi i nikelit dhe kromit në çelik mund të
përmirsonte sjelljen e çelikut ndaj korrozionit, por padyshim pasurimi i çelikut me këto elemente la
shumë për të qenë i kërkuar.
Një zhvillim vendimtarë ndodhi në Gjermani më 1912, përmes kombinimit të nikelit dhe kromit
me një saktësi të përshtatur ndaj trajtimit të nxehtësisë, ku ishte e mundur për së pari herë të arrihet një
optimum i rezistencës ndaj korrozionit si një karakteristik mekanike shumë e mirë. Më pas definohen
termet V2A ( - ) i njohur si një ndër çeliqet më të mira ndryshe i quajtur edhe si “ ”
dhe V4A ( - ) e përdorur V nga fjala gjermane “ ” që d.m.th provë ( cikël
provash ) dhe A për termin , të cilat edhe sot përdoren si synonime për çelikun austenitik.
Dy prodhuesit më të mëdhej përdorin terme të ndryshme markimi siç janë Nirosta ( Krupp Stahl
AG ) dhe Remanit ( Thyssen Edelstahlwerke AG ).
Në zonën industriale ne natyrisht që e njohim si çeliku austenitik. Ky është emërtuar sipas W. C.
Roberts - Austen. Shpesh përdoren emrat internacionale siç 18/10 ose 18/8 duke treguar kështu raportet
më të zakonshme të përlidhava dhe të cilat përdoren në çelikun austenitik. Këto çeliqe janë ndër
përlidhat më të rëndësishme komerciale. Këto janë esenciale për funksionimin e shkëncës moderne dhe
ato përbëjn një pjesë të rëndësishme për prodhuesit e metaleve dhe industrit e përpunimit të metaleve në
mbar botën.
Çeliku austenitik ka qenë i regjistruar si material gjysh nga viti 1966. Dimë se përdoret sistemi
internacional për standardizimin e materialeve.
4
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
2. NJOHURI TË PËRGJITHSHME MBI ÇELIKUN AUSTENITIK
Çeliqet austenitike nuk ekzistojnë si përlidha të pastra , sepse - fazat nuk janë të
qëndrueshme në temperaturën e mjedisit. Për prodhimin e tyre duhet të bëhet legurimi i hekurit më tej
me nikel ( ) ose mangan ( ).
Në metalurgji çeliku austenitik definohet si një përlidhë hekurmbajtës me një përmbajtje minimale
të prej 10.5 %. Prezenca e kromit ( ) krijon një shtresë sipërfaqësore të pa dukshme ” invisible
surface film ” e cila reziston oksidimin dhe e bën materialin “ pasiv “ ose rezistent ndaj korrozionit.
Rezistencë e lartë e oksidimit arrihet në ambient të hapur - atmosferë dhe në temperaturë ambienti
me shtimin e më shumë se 12 % ( masore ) të kromit ( ). Kromi formon një shtresë të oksidit të
kromit ( ) valent ( ), kur i nënshtrohet oksigjenit. Kjo shtresë është shumë e hollë për të qenë e
dukshme ( e dallueshme ), d.m.th që metali qëndron i shndritshëm ( me shkëlqim ). Gjithashtu kur
sipërfaqja gërvishtet atëher kjo shtresë shpejt riformohet. Ky fenomen quhet pasivitet “ passivation “
nga shkencëtarët e materialeve dhe ka pamje si metalet tjera, e sidomos si alumini ( ). Pra çeliku
austenitik ka rezistencë të lartë ndaj oksidimit ( korrozionit ) në disa ambiente.
Emri rrjedh nga fakti se çeliku austenitik korrodon apo ndryshket shumë më ngadalë se sa çeliku i
rëndomt.
Mikrostruktura e çelikut austenitik ( austenit ) do të duket si në figurën 1.
Figura 1. Mikrostruktura e austenitit ( )
Punim diplome
Shënojm se: kur përlidhat austenitike nxehen dhe ngadalë ftohen brenda kufirit të temperaturës
dhe precipitojn karbidet e kromit ( ) në kufirin ndërkokrrizor. Kjo përbërje e kromit
zvogëlon rezistencën ndaj korrozionit të përlidhave. Precipitimi i karbideve në këto përlidha bëhet shkak në
një korrozion të ashpër. Atëher përdoren këto dy metoda për të reduktuar këtë korrozion të tyllë.
Përmbajtja e karbonit mbahet në nivelin më të ulët të mundshëm ( deri ) dhe
Elemente stabilizuese, shtohet titani.
Në përgjithësi rezistenca ndaj korrozionit në përlidhat austenitike është më e lartë se sa në përlidhat
ferritike dhe martensitike. Në fakt çeliku austenitik ka një rezistencë të lartë ndaj korrozionit dhe do të thotë
që përdorimi i çelikut austenitik do të rezultoj në një jetë shumë më të gjatë se sa çeliku i rëndomt.
Çeliku austenitik është material riqarkullues ( recyclable ), pra është material i vërtet me jetë
të plotë ciklimi “ full life cycle ”. Kur meren në konsiderim shpenzimet totale të ciklimit, çeliku austenitik
si material shpesh është opcion më i lirë.
Shtimi i nikelit ( ) ndikon në stabilizimin e strukturës austenitike të çelikut. Kjo strukturë kristalore
e bën çelikun jomagnetik dhe pak të brishtë në temperatura të ulta. Pra përmbajtja e nikelit ka efekt të atyllë
që të shmang problemet e brishtësisë së çelikut austenitik në temperatura të ulta, çka është karakteristike e
llojeve tjera të çelikut. Për një qëndrueshmëri më të lartë ndaj sforcimeve shtohet karboni. Elementet
plotësuese mund të shtohen siç molibdeni ( ), titani ( ) ose bakri ( ), për modifikim ose për
përmirsim të vetive duke i bërë ato të përshtatshëm për disa aplikime duke përfshirë temperatura të larta e
sidomos në rezistencën ndaj korrozionit.
Komponentet e ndryshme në përlidhë i japin çelikut karakteristika të caktuara. Një proporcion i lartë i
karbonit ( ) e bën çelikun e qëndrueshëm ( të fortë ) por pak lehtë të farkëtueshëm dhe kufizon elasticitetin
e tij.
Çeliqet austenitike përmbajnë një maksimum prej 0.15 % karbon ( ), një minimum prej 16 % krom
( ) dhe sasi të mjaftueshëm të nikelit ( ) ose manganit ( ) për të mbajtur një strukturë austenitike në
të gjitha temperaturat prej regjionit kryogenik (temperatura shumë e ulët) deri te pika e shkrirjes së
përlidhës.
Me zvogëlimin e përmbajtjes së karbonit nën ose stabilizimin e karbonit me titanium ( ) ose
niobium ( ), këto çeliqe pas saldimit mund të bëhen rezistent ndaj korrozionit ndërkokrrizor. Sipërfaqet e
stabilizuara të çelikut nuk janë të afta për të mbajtur një shkëlqim pasqyror.
6
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Çeliqet në përgjithësi ndahen në tre grupe: austenitik, ferritik dhe martensitik. Çeliku austenitik ka
një kombinim të vetëm të vetive të cilat e bëjnë të zbatueshëm në temperaturat ( mjaft të ulta )
kryogenike. Këto çeliqe në temperatura kryogenike kanë një qëndrueshmëri të lartë në tërheqje sesa në
temperaturë ambienti përderisa qëndrueshmëria e tyre është vetëm pak e degraduar.
Çeliqet austenitike janë materiale të rëndomta për aplikime në temperaturat kryogenike. Në
temperatura ekstreme të ulta këto çeliqe shfaqin një qëndrueshmëri ( soliditet ) mekanik të lartë dhe një
duktilitet të mjaftueshëm.
Çeliku ferritik dhe martensitik nuk rekomandohen për përdorim në temperatura nën zero, ku ato
shfaqin një rënie të viskozitetit dinamik ( shtalbësisë ). Në përgjithësi këto mjaft përdoren deri në
, si rrjedhim zakonisht vendet me temperatura të ulta kufizojnë përdorshmërin e tyre.
Çeliqet austenitike kanë disa limite ( kufizime ) :
o Temperatura maksimale nën kushtet e oksidimit është .
o Ato janë të përshtatshëm vetëm për përqëndrime të ulta të acideve reduktues ( super
austenitet janë të disponueshëm për shkalla të larta acidesh ).
o Shkalla të larta ndaj joneve halide, posaçërisht jonet kloride mund gjithashtu të
shkatërrojnë sipërfaqen pasive.
Super austenitet dhe Duplex austenitet janë të përballueshëm ndaj këtyre kushteve. Kur përmbajtja
e kromit ( ) është e lartë ( deri ) dhe përmbajtja e nikelit ( ) është e ulët ( deri 7 % ),
përbërja rezultuese quhet Duplex ( i dyfishtë ). Veç kësaj shumë lloje përmbajnë der 3 % molibden
( ). Kjo shpie në një përbërje e cila është një kombinim i ferritit dhe austenitit ( prandaj edhe emri
Duplex ) dhe kanë këto karakteristika:
o Rezistencë të lartë ndaj korrozionit nga sforcimet ( stress corrosion cracking )
o Rritje të rezistencës gjatë veprimit me jone kloride
o Saldueshmëri të mirë, etj
Punim diplome
2.1 Çeliku austenitik X5CrNi18.10
Komponentet primare të përlidhës janë një sasi e vogël e karbonit ( ), rreth 18 % krom ( ) dhe
10 % nikel ( ).
Çeliku austenitik X5CrNi18.10 gjithashtu haset edhe me shkallë 304 ose me numër materiali
1.4301 si dhe me disa specifikime varësisht se sipas cilit standart emërtohet.
Në tabelën 1 do të paraqesim emërtimet e këtij lloj çeliku sipas disa standardeve:
Shkalla AISI UNS Nr.
old British Euronorm Suedes SS
Japonez JIS
BS En Nr. Emri
304 S30400 304S31 58E 1.4301 X5CrNi18.10 2332 SUS 304
Tabela 1. Specifikimet e shkallës 304 për çelikun austenitik
Sistemi nacional europjan i standardeve është krejt ndryshe bile edhe nga vetvetja. Më i zakonshmi
sistem është “ German Werkstoff ( workshop ) Number “ i cili u jep të gjitha çeliqeve numër me një shifër
plus katër numra emërtimi, pra “ ” për shkallën 304 të çelikut austenitik. Një tjetër identifikim për
gjitha shkallët është emërtimi sipas standartit , pra “ X5CrNi18.10 ” për shkallën 304.
Gjithashtu do të paraqesim në tabelën 2 vetit mekanike të çelikut austenitik - shkalla 304.
Shkalla Sforcimi ( Mpa )Kufiri i
rrjedhshmërisë Re0.2% ( Mpa )
Zgjatimi A( % në 50mm )
FortësiaRockwell B( HR B) max
Brinell ( HB ) max
304 515 205 40 92 201
Tabela 2. Vetit mekanike të çelikut austenitik - shkalla 304.
Disa nga vetit mekanike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 sipas tabelës 2, mund ti paraqesim edhe
grafikisht e sidomos lakoret e provave për sforcim – zgjatim nga temperatura deri më .
Ngarkesa është bërë deri në vlerën maksimale.
8
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Normalisht se këto prova mund të bëhen edhe në tëmperatura më të ulta deri në temperaturën e azotit
të lëngët .
Së pari do të paraqesim figurën e cila paraqet lakoren sforcim-zgjatim të çelikut austenitik
X5CrNi18.10 në disa temperatura.
Figura 2. Lakorja sforcim – zgjatim në temperatura të ndryshme dhe ngarkesë deri në vlerën maksimale të zgjatimit
uniform në të gjitha temperaturat.
Nga figura shohim se vlerat për sforcim dhe zgjatim të mostrave janë përafërsisht të njejta me ato
tabelare.
Mund të vërehet nga figura 2 se rritet sforcimi me zvogëlimin e temperaturës. Qëndrueshmëria e
vërtetë në tërheqje në vlerën maksimale të zgjatimit në këtë rast shënohet si dhe rritet prej
në deri rreth në .
Një zgjatje maksimale është arritur në temperaturë rreth e cila arrin deri rreth
nga vlera më i ulët e zgjatimit uniform e arritur në ( ).
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
60[ ]C 40[ ]C
20[ ]C40[ ]C
80[ ]C
150[ ]C
200[ ]C
Sfor
cim
/ M
Pa
Zgjatim / -
Punim diplome
Prova e ngarkesës njëaksiale ( uniaxial tensile testing ) është kryer në makinën univerzale të provave,
ZWICK lloj 1476 70. Provat janë bërë me një shpejtësi ( cross-head ) prej 1[mm/min] dhe ngarkesë të
disponueshme prej . Makina është e pajisur me një dhomë për kontrollimin e temperaturës e cila
mundëson që temperatura e provave të jetë e ndryshueshme prej deri .
Një termoelement i lidhur ( bashkangjitur ) në sipërfaqen e mostrës gjatë provave siguron që
temperatura e matur të jetë ajo e mostrës. Pas provës njëaksiale, mostrat më vonë janë përdorur për
vlerësimin e vëllimit të fraksioneve të - martensitit duke përdorur metodat magnetike matëse dhe për
karakterizimet mikrostrukturale duke përdorur mikroskopin optik.
Poashtu në tabelën 3 do ti paraqesim vetitë fizike të çelikut austenitik - shkalla 304 në kushte pjekje ( annealing ).
Shkalla Dendësia ( kg/m3 )
Moduli i elasticitetit
( GPa )
Koeficienti mesatar i bymimit termik ( μm/m/˚C )
Përçueshmëria termike
( w/m·K )
Nxehtësia specifike
0 – 100 ( J/kg·K )
Rezistenca specifike elektrike ( nΩ·m ) 0 -100˚C 0 -315˚C 0 -538˚C 100˚C 500˚C
304 8000 193 17.2 17.8 18.4 16.2 21.5 500 720
Tabela 3. Vetit fizike të çelikut austenitik – shkalla 304.
Analiza kimike e çelikut X5CrNi18.10 e shprehur në përqindje masore jepet me tabelën 4 si mëposhtë.
Fe C Cr Ni Cu Mn Ti N Mo P Si V
70.00 0.030 18.62 8.610 0.600 1.470 0.034 0.085 0.021 0.022 0.343 0.172
Tabela 4. Analiza kimike e çelikut X5CrNi18.10 e shprehur në përqindje masore.
Përbërja kimike e çelikut të përdorur eksperimentalisht pra është dhënë në tabelën 4, ku pas marrjes së
mostrave ato janë përpunuar mekanikisht dhe janë austenitizuar në për dhe më pas është
bërë ftohja në uj.
Në fakt, mosparaqitja ( mungesa ) e një faze sekondare siç martensiti ose ferriti e nxitur nga tërheqja
ndihmon në rezistencën ndaj korrozionit. Çeliku austenitik 1.4301, X5CrNi18.10, ka përdorim të gjërë për
arsye të vetive të shkëlqyera të rezistencës ndaj korrozionit ndërkristalor, aftësi shumë të mirë për deformim
në të ftohtë, aftësi të mira në tërheqje dhe aftësive të mira të saldimit. Pra materiali 1.4301, X5CrNi18.10 e
10
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
mbron rezistencën e vet ndaj korrozionit deri më , por mund gjithashtu të përdoret në temperatura
mjaft të ulta për aplikime kryogenike.
Përlidha 1.4301 praktikisht është jo magnetik.
Ky lloj çeliku ka një saldueshmëri të shkëlqyeshëm me të gjitha metodat standarde të shkrirjes
( standard fusion metods ), me dhe pa metale mbushëse. Çeliku austenitik X5CrNi18.10 saldohet me tunxh
duke përdorur rrezatim me llaser , me një shpejtësi prej 10 m/min dhe trashësia e
shtresës metalike është .
Sidoqoftë pas saldimit çeliku 1.4301 nuk është i qëndrueshëm ndaj korrozionit ndërkokrrizor.
Duke ju falemenderuar rezistencës ndaj korrozionit, materiali 1.4301 përdoret gjërësisht në industrin
kimike, si materiale për prerje, për orë, për pajisje mjekësore, për gypa dhe tuba, susta, në industrinë
automobilistike dhe aplikime tjera.
Punim diplome
3. BAZA TEORIKE E VARËRISË SË REZISTENCËS ELEKTRIKE NGA
DEFEKTET
3.1 Rezistenca elektrike
Ligji i Ohm-it përshkruan lidhjen ndërmjet tensionit ( ), rrymës elektrike ( ) dhe rezistencës
( ) dhe shprehet me anë të kësaj formule:
por gjithashtu mund të shkruhet edhe si
ku është rezistenca në ohm ( ).
Rezistenca elektrike është proporcional me gjatësinë e përçuesit dhe në proporcion të zhdrejtë me
sipërfaqen e prerjes tërthore të përçuesit.
Rezistenca ( specifike ) elektrike është një tendencë e një materiali ose substance me rezistu
rrjedhjen e rrymës elektrike dhe të largoj atë energji në formë nxehtësie.
– Rezistenca elektrike, e shprehur në
– ( Greqisht: ) - rezistenca elektrike ( dikur e quajtur rezistenca specifike – elektrike ), e shprehur
në ohm∙m.
– gjatësia e përçuesit, e shprehur në metër
- sipërfaqen e prerjes tërthore të përçuesit, e shprehur në metër katror
Përfundimisht rezistenca ( specifike ) elektrike gjithashtu definohet si vlera reciprike e
përçueshmërisë elektrike ( ) të materialit dhe anasjelltas.
12
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Përçueshmëria elektrike është njësi matjeje e cila tregon aftësin e një materiali që të bartë
ngarkesat elektrike. Ka njësi të nxjerur nga sistemi dhe ka njësin siemens për metër i emërtuar sipas
Werner von Siemens-it.
Përçueshmëria elektrike mund të paraqitet me shkronjat greke si , ose .
Rezistenca ( specifike ) elektrike sillet prej 10-8 [Ωm] në metale deri 1016 [Ωm] në izolator.
Rezistenca ndodh për arsye:
1. defekteve sikurse...
papastërtitë
kufiri ndërkokrrizor
sforcimet ( stresses )
2. vibrimeve jonike në rrjetë
Janë disa materiale te të cilat rezistenca ( specifike ) elektrike bie në zero në një temperaturë të
ulët e cila quhet temperatur kritike . Temperatura kritike ndryshon tek përçuesit e ndryshëm. Nën
këtë temperaturë elektronet udhëtojnë lirshëm nëpër përçues meçrast nuk ka humbje të energjisë
elektrike në formë nxehtësie.
Paraqitja skematike e diagramës rezistenc elektrike – temperaturë do të duket si në figurën 3.
Figura 3. Sjellja e rezistencës elektrike gjat kalimit në superpërçueshmëri
Pra një fenomen që edhe quhet superpërçueshmëri, i zbuluar më 1911 nga fizikanti hollandez
c
Punim diplome
H. Kamerlingh Onnes në si temperaturë kritike e merkurit ( Hg ). Më vonë do të zbulohen edhe
superpërçues në temperatura mbi . Në kohën e fundit janë zbuluar superpërçues në
duke përdorur komponime që përmbajnë merkur ( ) në presion atmosferik.
Sqarimi për këto temperatura të larta kritike mbetet i panjohur. Çiftet elektronike drejt ndërrimit të
fononeve sqarojnë superpërçueshmërinë në përçuesit e rëndomt ( konvencional ), por kjo nuk e sqaron
superpërçueshmërin tek superpërçuesit e ri të cilët kanë shumë të lartë.
Zbulimi i superpërçuesve në temperatura të larta ka revolucionuar studimin e superpërçuesve për
arsye se me një çmim pak a shum të lirë, azoti i lëngët mund të përdoret si mjet për ftohje i cili vlon në
ose .
Hulumtimet vazhdojnë për materiale të reja të cilat do të jenë superpërçues bile edhe në
temperatura të larta.
Vlen të theksohet se hulumtohen superpërçues edhe nga çeliqet. Gjithashtu edhe çeliku austenitik
X5CrNi18.10 po hulumtohet nëse do mund të jet një superpërçues në temperaturën e nitrogjenit të
lëngët ose , ose do të ju afrohen superpërçuesve nësë do to kemi gjithnjë vlera më
afër rezistencës elektrike zero, varësisht edhe nga materialet e çeliqeve.
3.2 Regulla e Mathiessen-it
Rezistenca totale ( specifike ) elektrike e materialit është shuma e rezistencës ( specifike )
elektrike të papastërtive, rezistencës ( specifike ) elektrike të defekteve dhe asaj të fononeve ( vibrimeve
në rrjetën metalike ). Këtë mund ta shprehim sipas këtij ekuacionit:
Rezistenca në një metal vjen për arsye të përhapjes ( shpërndarjes ) së elektroneve prej defekteve
në rrjetën metalike ose nga fononet.
Defektet në strukturën kristalore shpërndajnë elektronet dhe kontribojnë ( ndihmojnë ) në
rezistencën totale ( specifike ) elektrike. Kjo gjithashtu është e varur nga temperatura dhe rritet me
rritjen e dendësis së defekteve.
14
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Vibrimet termike në një trup të ngurt janë një ndeshje e pjesëzave mikroskopike që quhen fonone
( phonons ). Fononet janë kuante ( quanta ) të vibrimeve në rrjetë. Devijimi ose shpërndarja e
elektroneve me fononet ( phonons ) është një piknisje ( fillim ) e rezistencës. Shpërndarja e fononeve
shpie te rezistenca ( specifike ) elektrike e fononeve ( ) që është e varur nga temperatura. Me rritjen e
temperaturës rritet edhe numri i fononeve dhe me këtë rriten edhe gjasat e ndeshjeve të elektroneve dhe
fononeve. Rrjeta kristalore e materialit në temperaturën qëndron në gjendjen bazë dhe nuk
përmban fonone. Rezistenca ( specifike ) elektrike e fononeve është zero në dhe me shpejtësi
rritet me rritjen e temperaturës. Në rezistenca ( specifike ) elektrike e fononeve është zero dhe
rezistenca ( specifike ) elektrike e mostrës është kontribut i vetëm i papastërtive/defekteve dhe e varur
nga temperatura.
Rezistenca ( specifike ) elektrike ( ) në temperaturën do të jetë e barabartë me shumën e
rezistencës ( specifike ) elektrike në temperaturën të llogaritur teoritikisht dhe me ndryshimin e
rezistencës ( specifike ) elektrike për shkak të defekteve. Kjo mund të shprehet sipas këtij
ekuacioni:
3.3 Koeficienti i bymimit termik
Gjatë kalimit të nxehtësisë, energjia që ndodhet në lidhjet intermolekulare ndërmjet atomeve
ndryshon. Kur kjo energji rritet po ashtu rritet edhe gjatësia e lidhjeve molekulare. Si rezultat, trupat tipik
ekspandojn ( bymehen ) gjatë nxehjes dhe kontraktojn ( tkurren ) gjatë ftohjes. Domethënë, nëse energjia
largohet nga një material atëher temperatura e objektit ( materialit ) do të zvogëlohet dhe si shkak objekti
do të tkuret dhe anasjelltas.
Ky reagim ndaj ndryshimit të temperaturës definohet si koeficienti i bymimit termik. Pra tregon
ndryshimin thyesorë në gjatësi për ndryshim të temperaturës në gradë:
Punim diplome
- gjatësia fillestare
- gjatësia pas trajtimit termik dhe
-temperatura.
Koeficienti i bymimit termik përdoret në:
në bymimin linear termik
në bymimin termik sipërfaqësor
në bymimin termik vëllimor
Këto karakteristika janë të lidhura shum afër ndërmjet tyre. Koeficienti i bymimit termik vëllimor
mund të llogaritet për të gjitha substancat e materieve të kondenzuara ( në gjendje agregate të lëngët dhe të
ngurtë ). Koeficienti linear i bymimit termik mund të llogaritet vetëm në materialet e ngurta dhe kjo është e
zakonshme në aplikimet inxhinierike.
Koeficienti linear i bymimit termik ( ) përshkruan ndryshimet relative në gjatësin e një
materiali për çdo ndryshim të temperaturës në gradë.
- gjatësia totale fillestare - ndryshimi i gjatësis
- ndryshimi i temperaturës
Me rirregullim të këtij ekuacioni mund të shihet se nëse dihet koeficienti linear i bymimit termik
ndryshimet e gjatësisë mund të llogariten për çdo gradë të ndryshimit të temperaturës.
Koeficienti i bymimit termik sipërfaqësor ( ) përshkruan ndryshimet relative në sipërfaqen e
një materiali për çdo gradë të ndryshimit të temperaturës.
16
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
- sipërfaqja totale
-ndryshimi sipërfaqes
- ndryshimi i temperaturës
Për materialet izotropike, koeficienti i bymimit termik sipërfaqësor është shumë afër i aproksimuar sa
dy herë koeficienti linear i bymimit termik .
d.m.th
Koeficienti vëllimor i bymimit termik ( ) përshkruan ndryshimet relative në vëllimin e një
materiali për çdo gradë të ndryshimit të temperaturës.
- koeficienti vëllimor i bymimit termik
- ndryshimi i vëllimit
- vëllimi total
Për materialet izotropike, koeficienti vëllimor i bymimit termik është shumë afër i aproksimuar sa tre
herë koeficienti linear i bymimit termik .
d.m.th
Koeficienti i bymimit termik ka vlera të ndryshme për materiale të ndryshme, kështu për disa
materiale nga çeliku ka këto vlera:
materiali koeficienti linear i bymimit
termik në në
koeficienti vëllimor i bymimit termik
në në
Çeliku austenitik 17.3 51.9
Çeliku, varësisht nga përbërja 11.0 13.0 33.0 39.0
Punim diplome
Çeliku i karbonizuar 10.8 32.4
Tabela 5. Koeficienti i bymimit termik për disa çeliqe
Bymimi dhe tkurrja duhet të meren në konsiderim në shumë aplikime inxhinierike atëher kur
ndodhin ndryshime të mëdhaja të dimenzioneve për shkak të temperaturave. Kufiri i sillet prej
për trupa të ngurt të fortë deri më për lëngje organike. ndryshon me temperaturën dhe
disa materiale kanë një ndryshim shumë të lartë.
4. MOSTRAT PËR ANALIZË DHE PËRGATITJA E TYRE
Për analizë eksperimentale kryesisht janë marrë dy mostra të çelikut austenitik X5CrNi18.10
prej të cilave njëra pa defekte dhe tjetra me defekte. Pra është bërë tërheqja e njërës nga mostrat me
qëllim që defektet të jenë më të evitueshme dhe si të tillë e kemi edhe me një gjatësi më të madhe
ndaj asaj pa defekte.
Mostra pa defekte ka këto përmasa: diametër 3.1 [mm] dhe gjatësi 71.7 [mm], ndërsa mostra me
defekte ka një diametër të njëjtë prej 3.1 [mm] dha pak më e gjatë ndaj të parës me përmas prej
84.5 [mm].
4.1 Saldimi
Së pari është bërë saldimi me pikje në të dy skajet e mostrave dhe forcimi i tyre në shtylla të
bakrit. Mirëpo problemet lindin nga e para. Saldimi me pikje nuk zgjat shumë dhe shkëputet lidhja.
Atëherë paraqitet nevoja që të provojmë metoda tjera të lidhjes së mostrave me shtyllat e bakrit.
4.2 Lidhja ndërmjet mostrave dhe shtyllave të bakrit me nikel
18
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Si mundësi tjetër e lidhjes së mostrave me shtyllat e bakrit përdoret nikeli ( ), ku nga të dy
skajet e mostrave vëndoset një fletë metalike sipërfaqësore nga dhe bëhet saldimi me pikje me
qëllim që të kemi lidhje të qëndrueshme dhe për të vazhduar puna eksperimentale. Mirëpo kjo lidhje
dështon dhe shkëputet menjëherë. Kështuqë po vazhdojnë edhe përpjekjet për realizimin e një lidhje
e cila do të jetë stabile dhe e qëndrueshme.
Punim diplome
4.3 Mbulimi sipërfaqësorë me bakër në të dy skajet e mostrave në PVD
Së fundi për një lidhje më të qëndrueshme dhe efikase bëhet një mbulim sipërfaqësorë në
skajet e mostrave me një shtresë 1 deri 2 mikronash me bakër në instrumentin e quajtur “ Physical
Vapour Deposition “ që d.m.th depozitimi fizik në formë të avullit ose shkurt i njohur edhe si .
Kjo mundëson depozitimin e një shtrese shum të hollë dhe të fortë në disa materiale duke përfshirë
edhe çelikun austenitik.
Materiali më i rëndomt i aplikuar për depozitim shtresor është nitridi i titaniumit ” ”, i cili
përveç që është mjaft i fortë poashtu është një material me një ngjyrë estetike ari.
Në rastin tonë konkret është përdorur bakri si material për depozitim sipërfaqësor në .
Mostrat do të duken kësisoj si të paraqitura në figurën 4.
Figura 4. Mbulimi sipërfaqësorë i mostrave me Cu në PVD
Shigjeta me të kuqe në figurë 4 tregon sakt sipërfaqen e njërës mostër të mbuluar me shtresë
shum të hollë disa mikronash të bakrit.
Aparatura e cila mundësoj një mbulim efikas sipërfaqësorë me një shtresë mikronash të bakrit
quhet dhe duket si në figurën 5.
20
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Figura 5. Aparatura për mbulim sipërfaqësorë – PVD
Ndërmjet mostrave dhe shtyllave të bakrit pasi të jenë mbuluar edhe me një shtresë mikronash
me bakër bëhet një saldim me anë të kallajit ( ).
Kështu mostrat të përgatitura në mënyrën e duhur dhe të vendosur në shtyllat e bakrit janë gati
për të filluar me matjet eksperimentale.
Në figurën 6 dhe 7 janë paraqitur mostrat e çelikut austenitik X5CrNi18.10 të përgatitura në
mënyrën e përshtatshme për matje eksperimentale. Në figurat e mëposhtme shihen qartë vendet e
salduara me anë të kallajit dhe janë poashtu të treguara me shigjeta ngjyrë të kuqe.
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
5. METODAT EKSPERIMENTALE
Si metoda eksperimentale të matjes së rezistencës elektrike kryesishtë do të përdoren ura e
Thomson-it dhe mikroohmmetri. Në vazhdim do të bëjmë fjalë kryesishtë për këto dy metoda si dhe do
ti paraqesim fotografitë e instrumenteve përkatëse me anë të së cilëve janë bërë edhe matjet
eksperimentale të rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 ( çeliku austenitik 1.4301 ).
5.1 Ura e Thomson-it
Ura e Tomsonit ( Thomson ) paraqet qark të caktuar elektrik me të cilën matet rezistenca elektrike
e panjohur. Do të bëjmë lidhjen me burimin e rrymës elektrike dhe nëpërmjet të një rezistori do të
mbajmë intenzitetin e rrymës elektrike konstant prej që e lexojmë drejtpërdrejtë në ampermetër.
Vlerat e rezistencave në vet instrumentin do ti ndryshojmë përderisa të arrijmë vlerën e tensionit
.
Pastaj lexojmë vlerat e rezistencave , dhe në intrument dhe së fundi bëjmë llogaritjen e
rezistencës elektrike të panjohur me anë të kësaj shprehje:
[ ]
Që është analoge edhe me shprehjet e njohura për llogaritjen e rezistencës së panjohur elektrike
dhe sipas skemës 1- Ura e Thomson-it mund të shkruajmë këtë shprehje:
ku rezistencat dhe
Punim diplome
Skematikisht ura e Thomson-it do të duket kësisoj si më poshtë:
Skema 1. Ura e Thomsonit
Nga skema shohim se kemi vetëm rezistencën të panjohur të cilën edhe e llogarisim sipas
shprehjes së mësipërme për , ndërsa madhësitë tjera janë edhe të njohura.
Bëjmë nga dy matje për secilën mostër dhe vlerat e fituara i shënojmë në tabelën për evidencë,
gjithashtu shënojmë edhe vlerat e rezistencës së llogaritur.
Ura e Thomson-it do të duket kështu sikur në figurën 8.
24
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Figura 8. Ura e Thomson-it
Vlerat e parametrave dhe i lexojmë drejtpërdrejtë në instrumentin për matjen e rezistencës
elektrike ose ndryshe i quajtur edhe ura e Thomson-it dhe vlerat e tyre janë identike për të gjitha
matjet. Për kemi vlerën 0.1 ndërsa për kemi vlerën 100.
Ndërsa vlerën e parametrit ( rezistencës ) e lexojmë atëherë pasi të vendoset vlera e tensionit
ku deri te kjo vihet si rrjedhim i ndryshimit të vlerave të rezistencës dhe në momentin e
arritjes së baraspeshës së rezistencave, tensioni shënon vlerën prej zero voltësh ( ) dhe
atëherë ne lexojmë vlerën e rezistencës . Pasiqë të kemi lexuar këto vlera për , gjejmë
rezistencën elektrike të mostrave sipas shprehjeve të mësipërme. Ndërsa rezultatet e matjeve të
rezistencës elektrike i paraqesim në tabelë.
5.2 Mikroohmmetri
Mikroohmmetri shërben për matjen e rezistencës elektrike të një përçuesi ( materiali ) në të cilën
vlerën e matur e lexojmë në mënyrë të drejtpërdrejtë, e cila është e shprehur edhe në ( Ω ).
Së pari bëhet lidhja e mikroohmmetrit më anë të përçuesve elektrik me shtyllat e bakrit ndërmjet
të së cilave ndodhet mostra e vendosur për analizë. Duhet që gjithnjë të kemi parasish që gjat lidhjes të
mos gabohen vend-hyrjet e përçuesve elektrik pasi në të kundërtën nuk do të kemi rezultatin e duhur.
Punim diplome
Pasi të kemi bërë lidhjen e tyre atëher ndezim instrumentin dhe fillojmë me matjen e parë duke shtypur
butonin start dhe vlerën e matur të rezistencës elektrike e shënojmë në tabelë. Përsërisim deri në dhjetë
matje për secilën nga të dy llojet e mostrave dhe të gjitha vlerat i shënojmë në tabelë. Shënojmë si
.
26
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Mikroohmmetri do të duket kësisoj si në figurën 9.
Figura 9. Mikroohmmetri
5.3 Procedura e matjes dhe efektet
Matjet eksperimentale të rezistencës elektrike janë bërë kryesisht në dy temperatura të ndryshme
siç janë:
Temperatura e dhomës dhe
Temperatura e azotit të lëngët
Matjet eksperimentale të rezistencës elektrike të mostrave në temperaturë dhome ose temperatura
e ambientit punues e cila është marur si temperatura prej janë bërë me anë të dy mënyrave të
matjes dhe atë me ndihmën e urës së Thomson-it dhe me mikroohmmetër.
Vlen të theksohet se si fillim janë bërë matjet në temperaturë dhome, ku procedura e matjeve ka
qen e tyllë që mostrat kan qëndruar në ambient të hapur ashtuqë mostrat të kenë temperaturën e
ambientit punues.
Nga dy matje të rezistencës elektrike janë bërë në temperaturë dhome me ndihmën e urës së
Thomson-it dhe nga dhjetë matje me ndihmën e mikroohmmetrit.
Punim diplome
Matjet në ambient punues duken si në figurën 10.
Figura 10. Matja e rezistencës elektrike në temperaturë dhome
Pastaj jan bërë edhe matje të rezistencës elektrike në temperaturë ekstreme të azotit të lëngët dhe
atë në ose .
Të gjitha vlerat e matjes së rezistencës elektrike duhet të shënohen në tabelat përkatëse, si për
mostrën pa defekte po ashtu edhe për mostrën me defekte sipas të dy metodave matëse.
Është marur një enë e mbushur me azot të lëngët dhe mostra është zhitur e tëra në të. Vetëm pas
pak ( ca sekondave ) derisa të homogjenizohet temperatura në tërë mostrën mund të fillojmë me matjet.
Edhe këtu matjet e rezistencës elektrike janë bërë me ndihmën e urës së Thomson-it dhe me
mikroohmmetër. Procedura e matjes së rezistencës elektrike është e njëjtë për të dy mostrat e marura
për analizë si për mostrëm pa defekte po ashtu edhe për atë me defekte. Një prezentim të kësaj mund ta
paraqesim me anën e disa fotografive si më poshtë në figurën 11 dhe 12.
28
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Figura 11. Matja e rezistencës elektrike e mostrës me defekte e zhytur në azot të lëngët.
Figura 12. Matja e rezistencës elektrike e mostrës pa defekte e zhytur në azot të lëngët.
Vlen të theksohet se gjatë matjes duhet të kontrollohen mostrat që të jenë të tëra të zhitura në
azot të lëngët, pasi e dimë që azoti vlon në dhe çdo temperaturë më e lartë se kjo çon deri te
avullimi i tij e sidomos në temperaturë dhome. Koh mbas kohe bëhet edhe zhitja me e thellë e
mostrave në enën me azot të lëngët për shkak të avullimit të një sasie të azotit lëngët. Në kët rast azoti
ndodhet në një sistem të hapur në të cilin mund të shkëmbehet edhe masa edhe energjia me ambientin
dhe pas një kohe të caktuar mund të kemi vetëm një enë ( xhigim ) të zbrazur ( bosh ). Prandaj nëse
Punim diplome
kësaj i kushtohet vëmendje nuk do të kemi ndonjë rezultat të rezistencës elektrike ndryshe nga ajo që
ne duhet të masim.
Së fundi pasi të jen kryer të gjitha matjet dhe të jen shënuar të gjitha vlerat për rezistencën
elektrike nxjerrim mostrat nga ena me azot të lëngët dhe ç‘kiçim aparaturat përkatëse.
Po ashtu mund të paraqesim një pamje të mostrës pas përfundimit të matjeve, pra e prezentuar
në vazhdim në figurën 13.
Figura 13. Mostra pas përfundimit të matjeve eksperimentale të rezistencës elektrike.
30
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
6. REZULTATET DHE DISKUTIMI
6.1 Rezultatet eksperimentale
Në tabelën 5 jan paraqitur matjet e rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 pa
defekte sipas metodës së matjes së rezistencës elektrike me anë të urës së Thomson-it.
Mostra pa defekte në temperaturë
dhome
Mostra pa defekte në temperaturë
I = 1[A] N = 0.1 b = 100 I = 1[A] N = 0.1 b = 100
X = 0.0068 [Ω] X = 0.0048 [Ω]
Tabela 5. Matja e rezistencës elektrike me anë të urës së Thomson-it
Në tabelën 6 janë paraqitur matjet e rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 me
defekte sipas metodës së matjes së rezistencës elektrike me anë të urës së Thomson-it.
Mostra me defekte në temperaturë
dhome
Mostra me defekte në temperaturë
I = 1[A] N = 0.1 b = 100 I = 1[A] N = 0.1 b = 100
X = 0.1493[Ω] X = 0.03455[Ω]
Tabela 6. Matja e rezistencës elektrike me anë të urës së Thomson-it
Punim diplome
Në tabelën e më poshtme do të paraqesim matjet e rezistencës elektrike të çelikut austenitik
X5CrNi18.10 pa defekte sipas metodës së matjes së rezistencës elektrike me anë të mikroohmmetrit.
Mostra pa defekte në temperaturë dhome Mostra pa defekte në temperaturë
R1 = 0.007 R1 = 0.0049
R2 = 0.007 R2 = 0.0050
R3 = 0.007 R3 = 0.0050
R4 = 0.007 R4 = 0.0050
R5 = 0.007 R5 = 0.0050
R6 = 0.007 R6 = 0.0050
R7 = 0.007 R7 = 0.0051
R8 = 0.007 R8 = 0.0049
R9 = 0.007 R9 = 0.00749
R10 = 0.007 R10 = 0.0049
Rmes = 0.007 [Ω] Rmes = 0.00497 [Ω]
Tabela 7. Matja e rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 pa defekte me anë të
mikroohmmetrit
32
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Në tabelën 8 do të paraqesim matjet e rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 me
defekte me anë të mikroohmmetrit.
Mostra me defekte në temperaturë dhome Mostra me defekte në temperaturë
R1 = 0.1058 R1 = 0.0669
R2 = 0.1053 R2 = 0.0664
R3 = 0.1052 R3 = 0.0664
R4 = 0.1051 R4 = 0.0692
R5 = 0.1050 R5 = 0.0690
R6 = 0.1059 R6 = 0.0689
R7 = 0.1049 R7 = 0.0688
R8 = 0.1049 R8 = 0.0688
R9 = 0.1049 R9 = 0.0715
R10 = 0.1047 R10 = 0.0714
Rmes = 0.10507 [Ω] Rmes = 0.06873 [Ω]
Tabela 8. Matja e rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 me defekte me anë të
mikroohmmetrit
Punim diplome
6.3 Rezultatet e llogaritura
Koeficienti linear i bymimit termik ( ) ka vlerën prej të cilën do ta
zavendësojmë në shprehjen ku do të llogarisim duke e ditur ndryshimin e temperaturës
ku dhe , si dhe përmasën për gjatësin e
mostrës pa defekte .
ose
Llogarisim gjatësin e mostrës në temperaturën e azotit të lëngët sipas shprehjes
Duke e ditur se mostra pa defekte ka një diametër prej ne mund të gjejmë rrezen
që njehsohet si gjysma e diametrit të mostrës dhe ka këtë vlerë:
e cila do të na shërbejë për njehsimin e vëllimit të mostrës pa dafekte sipas shprehjes
ku pas zavendësimit të vlerave në të do të kemi:
Do të njehsojmë edhe ndryshimin e vëllimit duke u nisur sipas shprehjes
ku
ose
34
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Nisemi nga ekuacionet:
dhe
dhe pas zavendësimit të madhësisë me trefishin e madhësisë , duke fituar këtë formë të shprehjes:
dhe rregullimin e kësaj shprehje fitojmë këtë formë të shprehjes:
.
Nga euacionet shohim se kemi anë identike të cilat mund ti barazojmë që të fitojmë shprehjen për
njehsimin e vëllimit respektivisht vëllimin në pra .
Nga këtu do të njehsojmë vëllimin e mostrës pa defekte në temperaturën e azotit të lëngët në
.
Në vazhdim do të llogarisim sipërfaqen e mostrës pa defekte në temperaturë dhe në
e cila nevojitet për njehsimin e rezistencës ( specifike ) elektrike të dhënë me shprehjen:
Sipërfaqja e mostrave njehsohet me anë të shprehjes:
Për njehsimin e sipërfaqes së mostrës pa defekte në temperaturë meret rrezja në po të
njëjtën temperaturë.
Punim diplome
Për të njehsuar sipërfaqen e mostrës në duhet të gjejmë edhe rrezen e mostrës pa
defekte në temperaturë , duke fillua nga shprehja për njehsimin e vëllimit të mostrës:
Pas zavendësimit të vlerave do të kemi:
Dhe vetëm rrezja do të jetë:
ose
Pasi njehsuam rrezen ne mund të njehsojmë sipërfaqen në temperaturën :
Dhe së fundi gjejmë edhe rezistencën ( specifike ) elektrike të mostrës pa defekte për të dy
temperaturat, së pari për temperaturën dhe pastaj edhe për temperaturën sipas
ekuacioneve:
ose
ose
Si konkludim nga rezultatet duhet të vlej edhe identiteti:
Ku me indeks janë shënuar rezistencat dhe në temperaturë dhome ( ). Pas
zavendësimit të vlerave fitojmë këto raporte:
36
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Në mënyrë analoge bëhen llogaritjet teorike edhe për mostrëm me defekte ashtuqë duke shënuar
edhe një herë dimenzionet e mostrës me defekte. Mostra me defekte ka një diameter të barabartë me
dhe rreze , ndërsa gjatësia do të jetë .
Ndryshimi i temperaturës do jet i njëjtë sikurse në rastin e mostrës pa defekte pra .
Ndryshimin e gjatësis së mostrës mund ta llogarisim duke u nisur nga shprehja për njehsimin e
koeficientit linear të bymimit termik:
prej nga e dimë që koeficienti linear i bymimit termik për çelikun austenitik ka vlerën prej
, me çrast ne mund të llogarisim ndryshimin e gjatësisë .
ose
Gjatësia e mostrës me defekte në azot të lëngët do të njehsohet me anë të kësaj shprehje si:
Ndërsa vëllimi në i mostrës me defekte do të jet:
ose e shprehur
në njësin do të kemi:
Njehsojmë edhe ndryshimin e vëllimit sipas shprehje:
ku
dhe zavendësojmë vlerat përkatëse në këtë shprehje:
Duke u nisur nga ekuacionet dhe dhe pas zavendësimit të me
dhe barazimin e anëve të ngjajshme dhe rirregullimet përkatëse në mënyrë analoge si më parë, vijmë
deri te shprehja për njehsimin e vëllimit të mostrës me defekte në temperaturë .
Punim diplome
Dhe zavendësojmë edhe vlerat përkatëse në këtë shprehje:
Në vazhdim do të llogarisim sipërfaqen e mostrës me defekte në temperaturë dhe në
e cila nevojitet për njehsimin e rezistencës ( specifike ) elektrike të dhënë me shprehjen:
Sipërfaqja e mostrave njehsohet me anë të shprehjes:
Për njehsimin e sipërfaqes së mostrës me defekte në temperaturë meret rrezja në po të
njëjtën temperaturë.
Për të njehsuar sipëraqen e mostrës në duhet të gjejmë edhe rrezen e mostrës me
defekte në temperaturë prej ashtuqë duke fillua nga shprehja për njehsimin e vëllimit të
mostrës sikurse edhe më parë:
Pas zavendësimit të vlerave do të kemi:
Dhe vetëm rrezja do të jetë:
ose
38
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Pasi njehsuam rrezen ne mund të njehsojmë sipërfaqen në temperaturën :
Ose e shprehur në do të ketë këtë vlerë:
Dhe së fundi gjejmë edhe rezistencën ( specifike ) elektrike të mostrës me defekte për të dy
temperaturat, së pari për temperaturën dhe pastaj edhe për temperaturën sipas
ekuacioneve në vijim:
ose
ose
Si konkludim nga rezultatet duhet të vlejë edhe identiteti:
Ku me indeks janë shënuar rezistencat dhe në temperaturë dhome ( ). Pas
zavendësimit të vlerave përkatëse fitojmë këto raporte:
Vërejmë se identiteti më lartë vlen dhe përafërsisht anët e shprehjes janë të barabarta.
Punim diplome
6.3 Diagrama e varërisë së rezistencës ( specifike ) elektrike nga temperatura
Varësinë e rezistencës ( specifike ) elektrike nga temperatura për të dy mostrat e çelikut
austenitik X5CrNi18.10 do ta paraqesim grafikisht për vlerat përkatëse të rezistencës ( specifike )
elektrike dhe temperaturës, në të cilën do të gjejmë ndryshimin e rezistencës ( specifike ) elektrike e
quajtur edhe si rezistenca e mbetur elektrike si rrjedhim i defekteve në mikrostrukturën e
materialit.
Figura 14. Varësia e rezistencës ( specifike ) elektrike nga temperatura
Duke u nisur nga definicioni i mëhershëm i rezistencës ( specifike ) elektrike ( ) në
temperaturën si shumë e rezistencës ( specifike ) elektrike në temperaturën të llogaritur
teoritikisht dhe ndryshimin e rezistencës ( specifike ) elektrike për shkak të defekteve:
Dhe pastaj duke e përshtatur për rastin tonë konkret për temperaturën dhe atë në
do të fitojmë këto forma të shprehjeve:
Në temperaturë dhome do të kemi këtë formë të shprehjes së më sipërme:
0 100 200 300 400 5000
2
4
6
8
10
1
3
5
7
9
Rez
isre
nca
elek
trike
ρ610 [ ]m
Mostra me defekte
Mostra pa defekte
Temperatura T [K]77 293
40
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Ndërsa në mënyrë të njëjtë paraqesim edhe për temperaturën e azotit të lëngët:
Vlerën e e lexojmë nga diagrama e varësisë së rezistencës ( specifike ) elektrike nga
temperatura në dhe ka vlerën:
Pra kjo vlerë është rezistenca e mbetur si rrjedhojë e defekteve në çelikun austenitik
X5CrNi18.10.
Pas zavendësimit të vlerave në ekuacionet e mësipërme fitojmë këto vlera të rezistencës elektrike:
d.m.th
rezistenca elektrike në ka vlerën prej .
Ndërsa për temperaturën do të kemi këto vlera të rezistencës elektrike:
d.m.th rezistenca elektrike në ka vlerën prej .
Pra raporti i rezistencës ( specifike ) elektrike në dhe asaj në është funksion i
ndryshimit të rezistencës ( specifike ) elektrike për shkak të defekteve në mikrostrukturën e materialit.
Kjo shprehet sipas kësaj shprehje:
Pas zavendësimit të vlerave për rezistencën elektrike të llogaritur më sipër në këtë shprehje
fitojmë këtë vlerë :
Paraqitja e mikrostrukturës së çelikut austnitik X5CrNi18.10 të bërë me “ lightmikroskop “
( mikroskop të dritës ) me depërtim të rrezes deri më 25 μm dhe zmadhim deri në 800 herë, do të duket
si në figurën 15.
Punim diplome
Figura 15. Mikrostruktura e çelikut austenitik X5CrNi18.10 të bërë me anë të mikroskopit të dritës - lightmikroskop.
Nga mikrostruktura e materialit shohim defektet që ndodhen në materialin e çelikut austenitik
X5CrNi18.10 dhe si të tilla ato kanë ndikim negativ në përçueshmërinë elektrike. Pra defektet do të
zvogëlojnë përçueshmërinë elektrike dhe do të rrisin rezistencën elektrike.
Karakterizimi mikrostruktural gjërësisht është bërë para dhe pas provës njëaksiale në temperatura
të ndryshueshme dhe në faza të ndryshme të deformimit plastik. Nga analizat e shtjellimit
mikrostruktural, përgjithësisht tre regjione mund të identifikohen. Në temperaturën ndërmjet
deri , ndarazi nga austeniti mund të identifikohen ashtu edhe - dhe kvq ( hcp ) - martensiti
në të gjitha nivelet e deformimit plastik.
Rrugët e mundshme të transformimit në këtë regjion janë: , , . Kjo
është klasifikuar si regjioni . Në temperaturën e regjionit reth ( regjioni ), përveç mund
të identifikohet vetëm - martensiti. Vëllimi i fraksioneve ( thërmijave ) të - martensitit rritet me
rritjen e deformimit plastik. Në temperaturën e regjionit mbi ( regjioni ), nuk mund të
identifikohen transformime të martensitit.
Në vazhdim do të japim disa mikrostruktura optike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 pas provave
njëaksiale në tërheqje ( uniaxial tensile tests ) të bëra në temperatura të ndryshme.
42
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Figura 16. Mkrostrukturat optike të çelikut AISI 304 ( X5CrNi18.10 ) pas ngarkesës deri në maksimum të zgjatimit
uniform të treguara me strukturat austenite pas përforcimit ( strain hardening ) në : ( a ) dhe ( b ) .
Për temperaturën dhe nuk është identifikuar ε – martensiti ose - martensiti.
Ngarkesa është bërë vetëm në zgjatimin uniform maksimal.
Përpjekjet për të gjetur sasira të - martensitit duke përdorur metodën e shpërndarjes
( diffraction-it ) së rrezeve - ka qen e pasuksesshme. - martensiti është identifikuar në të gjitha
nivelet e deformimit me perjashtim në vlerën e zgjatimit maksimal uniform ( duke përdorur mikroskop
optik figura 17 ). Fletat të holla ( fibrat ) paralele në mikrostrukturë tregojnë - martensitin.
Figura 17. Mikrostrukturat optike të çelikut AISI 304 ( X5CrNi18.10 ) në : ( c ) ngarkesë deri në të
deformimit plastik, ( d ) ngarkesë deri në deformim plastik.
Punim diplome
Figura 18. Mikrostrukturat optike të çelikut AISI 304 ( X5CrNi18.10 ) në kur ngarkohet në: ( a )
deformim plastik ( plastic strain ), ( b ) deformim plastik. - dhe - martensiti mund shum qartë të dallohen.
Sasira të - martensitit në mikrostrukturë janë vërejtur duke përdorur metoda magnetike
matëse. Rezultatet jenë treguar në figurën 19.
Figura 19. Vëllimi i fraksioneve të alfa martensitit si funksion i zgjatimit. Kurbat paraqesin vlerat e provave dhe pikat
e të dhënave eksperimentale.
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60
20
40
60
80
100
120
Vël
limi i
frak
sion
eve
të a
lfa m
arte
nsiti
t / %
Zgjatimi / -
60[ ]C
40[ ]C
20[ ]C
40[ ]C
44
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Me zvogëlimin e temperaturës dhe rritjen e deformimit, vëllimi i fraksioneve të - martensitit
rritet siç mund të shihet qartë.
6.4 Problemet gjatë matjeve eksperimentale
Në pikën 4 ( mostrat për analizë dhe përgatitja e tyre ) ne përmendëm se si është përgatitur mostra
për analizë në mënyrën e duhur si dhe përmendëm saldimin e mostrave pas mbulimit sipërfaqësorë prej
disa mikronash me në . Gjithashtu përmendëm se është përdorur si mjet saldues i cili ka
temperaturë shkrirje prej . Edhe pse një temperaturë shum të ulët ndaj i cili shkrin në
mendohet se këto dy elemente ( dhe ) mund të kishin reaguar ndërmjet tyre gjatë
saldimit ose mund të vij në shprehje edhe difuzioni ndërmjet atomeve të dhe si shkak i
kontaktimit sipërfaqësorë të tyre dhe nga temperatura e saldimit. Dimë që këto dy elemente në
proporcion 9 me 1 ( 91 % me 9 % ) japin një përlidhë të njohur si bronza dhe besohet se mund të
jetë formuar pra bronza.
Këto supozime vijnë si shkak i rezultateve eksperimentale jo të kënaqëshme, respektivisht të
vlerës së rezistencës elektrike të mostrës me defekte. Vlera e rezistencës elektrike të mostrës me defekte
sipas matjeve eksperimentale sillet prej në temperaturë dhome deri në në
temperaturën e azotit të lëngët. Këto vlera të rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 të
mostrës me defekte janë disi pak të larta e sidomos në temperaturën e azotit të lëngët .
Normalisht që pritej një vlerë e rezistencës elektrike të mostrës me defekte më e ulët se vlera prej
në . Po efekti negativ sigurisht që është prezent edhe në temperaturë dhome
prej te e njëjta mostër.
Do të përmendim se saldimet e mostrave janë përsëritur disa herë pasi në fillim jepnin vlera
gjigante të rezistencës elektrike ose gjat matjeve vlerat e tyre nuk ishin stabile. Siç duket në mostrën pa
defekte kemi pasur fat vetëm pas disa saldimeve dhe rezultatet e saj janë të shkëlqyeshme. Një rast i
kundërt ndodh te mostra me defekte në të cilën nuk patëm edhe aq fat për një saldim të mirëfillt.
Punim diplome
6.5 Propozimet për zgjidhjen e problemeve të cilat mund të përdoren në të ardhmen
Është një temë në të cilën shum pak mund të gjejmë të dhëna në lidhje me rezistencën elektrike të
çelikut austenitik X5CrNi18.10 . Prandaj mund të thuhet që matja e rezistencës elektrike të çelikut
austenitik në temperaturë dhome dhe atë të azotit të lëngët ka qenë një punë me
shumë rethana të pa njohura respektivisht me vështirësi në përgatitjen e mostrës për analizë e sidomos
saldimi i cili ka pasur ndikim në rezultatet eksperimentale.
Normalisht që do të kërkohen edhe metoda tjera më efikase të cilat nuk do të kenë ndikim negativ
në matjen e rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10. Kryesisht janë propozuar disa
metoda të cilat mund të hulumtohen detalisht dhe të provohen nëse mund të jenë funksionale ose jo.
6.5.1 Elektroliza e bakrit
Është propozuar elektroliza e bakrit nga profesori H. Oettel si një metodë efikase në të cilën
mostrat do të mvishen me një shtresë të hollë të bakrit dhe nuk do të ketë ndikim negativ temperatura si
është rasti në .
Elektroliza bëhet kur tretësira e ndonjë elektroliti lidhet në qarkun elektrik të rrymës së
njëtrajtshme elektrike. Në një enë vëhet tretësira e ujëshme e sulfatit të bakrit ( ) dhe në të vëhen
dy elektroda, ku njëra elektrodë është nga çeliku austenitik X5CrNi18.10, kurse tjetra nga bakri të cilat
janë të lidhura me rrymën elektrike të njëtrajtshme. Me lëshimin e rrymës elektrike fillon elektroliza e
, e cila bazohet në proceset oksidoreduktuese, që ngjajnë në mes të joneve dhe elektrodave.
Në tretësirën ujore të molekulat e elektrolitit janë të disosuara plotësisht në jone:
.
Jonet e lëvizin në drejtim të anodës ( elektrodës pozitive ) dhe në kontakt me të lëshojnë
elektronet dhe neutralizohen. Elektronet e lëshuar i pranon anoda së cilës i mungojnë elektronet.
Jonet e bakrit ( ) lëvizin në drejtim të katodës ( elektrodës negative ) prej së cilës pranojnë
elektrone dhe neutralizohen.
46
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Në rastin tonë konkret elektroda negative ( katoda ) do të jetë nga çeliku austenitik X5CrNi18.10
në të cilën do të mveshet më një shtresë bakri.
E njëjta procedurë e elektrolizës do të përsëritet për të dy mostrat. Pastaj do të bëhet saldimi i
mostrave dhe në fund edhe matja e rezistencës elektrike.
Paraqitja skematike e një elementi galvanik do të duket si në skemën 2.
Skema 2. Aparati i elektrolizës
– rezistori
– ndërprerësi
– burimi i rrymës elektrike
– ampermetri
dhe - anoda dhe katodo
– enë qelqi e mbushur me elektrolit, në këtë rast me
Edhe pse është propozuar elektroliza e bakrit si metodë ne nuk patëm mundësi që një gjë të tyllë të
provojm për shkaqe objektive. Shpresojmë se në të ardhmen e afërt do të hulumontohen këto metoda
ose do të jepen alternativa tjera hulumtuese.
Punim diplome
6.5.2 Lidhja me argjend
Si metodë tjetër efikase për saldimin e mostrave të çelikut austenitik X5CrNi18.10 gjithashtu ne
propozuam që mostrat të saldohen me argjend pasi ky ka aftësi të mëdha që të përcjell rrymën elektrike.
Pra është percjellës më i mirë ndër të gjitha elementet. Ka temperaturë shkrirje prej .
Mendojm që së pari të bëhet mbulimi sipërfaqësorë me në aparaturën dhe pastaj
saldimi me argjend ( ) në mes mostrave dhe shtyllave të bakrit nëse kjo do të ishte e mundur, nëse
kjo lidhje do të ishte e qëndrueshme atëher do të bënim vetëm matjet e rezistencës elektrike dhe në bazë
të rezultateve do të konkludonim nëse vërtet kemi pasur sukses në këto supozime ose jo. Deri te kjo
vijm duke u bazuar edhe në diagramën me tretshmëri të plotë në gjendje të lëngët dhe tretshmëri të
kufizuar në gjendje të ngurt. Pra diagrama – me tretshmëri të plotë në gjendje të lëngët dhe
tretshmëri të kufizuar në gjendje të ngurtë është paraqitur në figurën 20.
Figura 20. Tretshmëri e plotë në gjendje të lëngët dhe tretshmëri e kufizuar në gjendje të ngurt
Përbërja e Ag në %
Tem
pera
tura
˚F
Përbërja e Ag në %
Tem
pera
tura
K
48
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
Si alternativë tjetër do të ishte mbulimi sipërfaqësorë me në dhe saldimi me
ndërmjet mostrave të çelikut austenitik X5CrNi18.10 dhe shtyllave të bakrit nëse kjo do të ishte e mudur
në aparaturën për mbulim sipërfaqësor . Pastaj do të bënim matjet e rezistencës elektrike sipas
urës së Thomson-it dhe sipas mikroohmmetrit dhe në fund do të konkludonim për rezultatet e
rezistencës elektrike nëse janë ato të priturat ose jo.
Punim diplome
7. PËRFUNDIMI
Gjatë matjes së rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10 janë arritur këto rezultate:
Për mostrën pa defekte dhe në temperaturë dhome e marur kryesishtë temperatura është fituar
vlerë e rezistencës elektrike mesatare , ndërsa në temperaturën e cila
temperaturë është arritur gjatë ftohjes në azot të lëngët është fituar vlerë e rezistencës elektrike
mesatare prej .
Për mostrën me defekte të çelikut austenitik X5CrNi18.10 janë arritur këto rezultate: një
rezistencë elektrike mesatare prej në temperaturë dhe
në .
Ndërsa vlera e rezistencës elektrike ( rezistencës elektrike specifike ) e mostrës pa defekte në
temperaturën është , kurse në është fituar vlera prej
.
Rzistenca elektrike ( rezistenca elektrike specifike ) e mostrës me defekte në tempëraturën
ka këtë vlerë: , ndërsa ajo në temperaturën ka këtë
vlerë: .
Ndryshimi i rezistencës elektrike si pasoj e defekteve në materialin 1.4301 në ka vlerën
prej , vlerë e rezistencës elektrike si rrjedhoj e defekte.
Kjo pasqyrë e rezultateve tregon qartë se varësisht nga defektet në mikrostrukturën e çelikut
austenitik X5CrNi18.10 ndryshojnë edhe vlerat e rezistencës elektrike. Pra arrijmë në përfundim se
defektet në mikrostrukturën e materialit 1.4301 kanë ndikim negativ në përçueshmërinë elektrike dhe
favorizojnë rezistencën elektrike. Parimisht defektet do të rrisin rezistencën elektrike dhe do të
zvogëlojnë përçueshmërinë elektrike të materialit 1.4301 .
Gjithashtu konkludojmë se përveq defekteve në mikrostrukturën e çelikut austenitik X5CrNi18.10
që kanë ndikim në rezistencën elektrike poashtu ndikim ka edhe temperatura. Parimisht fitohen vlera
të ndryshme të rezistencës elektrike të mostrave në përgjithësi si për mostrën pa defekte poashtu edhe
50
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
për atë me defekte. Rezistenca elektrike e mostrave në nuk ka vlerën zero, ose në ndonjë
temperaturë kritike TC ndërmjet dhe rezistenca elektrike nuk bie në zero.
Domethënë që çeliku austenitik X5CrNi18.10 si material mjaft me rëndësi në shkencën e
materialeve të reja nuk u afrohet vetive të superpërçuesve, pra mbetet që të hulumtohen metodat e
cekura më parë të saldimit të mostrës dhe përgatitjes së tyre ose metoda tjera efektive në të cilën do të
fitohen rezultate të shkëlqyeshme.
Saldimi i mostrës ka qenë një problematikë e vazhdueshme gjatë punës eksperimentale. Si
mënyrë më efikase nga gjithë tentativat tjera është mënyra sipas përgatitjes së mostrës me mbulim
sipërfaqësorë me në dhe më pas saldimi me anën e .
Punim diplome
8. LITERATURA
Austenitic stainless steel – C.W. Kovach and J.D. Redmond
Advanced engineering materials – On the Deformation Behavior and Martensitic
Transformation of Metastable Austenitik Steels – By Musa Onyuna, Heinrich Oettel,
Ulrich Martin, and Andreas Weiß.
Revistë shkencore vol.6 – N0 .7 July, 2004 e “Technische Universität Bergakademie
Freiberg” , faqe 529 deri 535.
Bazat e shkencës së materialeve – Prof. Dr. Sc. Hamit Mehmeti
Deformationsinduzierte Martensitbildung und Schädigungsverhalten bei der plastischen Deformationsinduzierte Martensitbildung und Schädigungsverhalten bei der plastischen
Verformung des metastabilen CrNi-Stahles X5CrNi18.10Verformung des metastabilen CrNi-Stahles X5CrNi18.10 - nga - nga Maria GlavatskikhMaria Glavatskikh
Introduction to stainless steels – Jonathan Beddoes and J.Gordon Parr
William D. Cllaister, Jr. Materials science and engineering an introduction - sixth edition –
R. E. Smallman and R. J. Bishop Modern Physical Metalurgy & Materials Engineering –
Electrical properties
Electrical conductivity
The Microscopic Theory of Electrical Conduction
Superconductivity
Interneti
o www.atlasmetals.com.au – Technical Handbook of Stainless Steel
o www.azom.com – Stainless steel – grade 304
o http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistance
o www.mathey.ch
o www.ask.com
52
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
REGJISTRI I TABELAVE
Tabela Faqja
I. Specifikimet e shkallës 304 për çelikun austenitik 6
II. Vetit mekanike të çelikut austenitik - shkalla 304 6
III. Vetit fizike të çelikut austenitik – shkalla 304 8
IV. Analiza kimike e çelikut X5CrNi18.10 e shprehur në
përqindje masore
8
V. Koeficienti i bymimit termik për disa çeliqe 15
VI. Matja e rezistencës elektrike me anë të urës së
Thomson-it, mostra pa defekte
27
VII. Matja e rezistencës elektrike me anë të urës së
Thomson-it, mostra me defekte
27
VIII. Matja e rezistencës elektrike të çelikut austenitik
X5CrNi18.10 pa defekte me anë të mikroohmmetrit
28
IX. Matja e rezistencës elektrike të çelikut austenitik
X5CrNi18.10 me defekte me anë të mikroohmmetrit
29
Punim diplome
REGJSTRI I ILUSTRIMEVE
Regjistër i diagrameve
Faqja
I. Lakorja sforcim – zgjatim në temperatura të ndryshme dhe ngarkesë deri në
vlerën maksimale të zgjatimit uniform në të gjitha temperaturat
7
II. Sjellja e rezistencës elektrike gjat kalimit në superpërçueshmëri 11
III. Varësia e rezistencës ( specifike ) elektrike nga temperatura 36
IV. Vëllimi i fraksioneve të alfa martenzitit si funksion i zgjatimit.
Kurbat paraqesin vlerat e provave dhe pikat e të dhënave
eksperimentale
40
V. Tretshmëri e plot në gjendje të lëngët dhe tretshmëri e kufizuar në
gjendje të ngurt 44
Regjistër i fotografive Faqja
I. Mikrostruktura e austenitit, zmadhimi është bërë deri herë 3
II. Mbulimi sipërfaqësorë i mostrave me Cu në aparaturën për mbulim
sipërfaqësor
PVD
17
III. Aparatura për mbulim sipërfaqësorë të materialeve – PVD
( Physical Vapour Deposition )
18
IV. Mostra me defekte e përgatitur për analizë eksperimentale 19
V. Mostra pa defekte e përgatitur për analizë eksperimentale 19
VI. Ura e Thomson-it, me anë të së cilës është bërë matja e rezistencës
elektrike
të mostrave në temperaturë dhome dhe në temperaturën e azotit të lëngët
21
VII. Mikroohmmetri – poashtu instrument për matjen e rezistencës elektrike,
matjet janë bërë në temperaturën dhe në
23
VIII. Matja e rezistencës elektrike në temperaturë dhome 24
54
Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10
IX. Matja e rezistencës elektrike së mostrës me defekte të zhytur në azot
të lëngë 25
Regjistër i fotografive Faqja
X. Matja e rezistencës elektrike së mostrës pa defekte të zhytur në azot të
lëngët
25
XI. Mostra pas përfundimit të matjeve eksperimentale të rezistencës
elektrike
26
XII. Mikrostruktura e çelikut austenitik X5CrNi18.10 e bërë me anë të
mikroskopit të dritës - lightmikroskop në Institutin e Materialeve TU
Bergakademie Freiberg – Gjermani, depërtimi i rrezes së dritës deri
38
XII. Mkrostrukturat optike të çelikut AISI 304 ( X5CrNi18.10 ) pas
ngarkesës deri në maksimum të zgjatimit uniform të treguara me strukturat
austenite pas qëndrueshmërisë në tërheqje ( strain hardening ) në : ( a )
dhe ( b )
39
XIII. Mikrostrukturat optike të çelikut AISI 304 ( X5CrNi18.10 ) në
ngarkesë deri në të deformimit plastik, ( d ) ngarkesë deri në deformim
plastik
39
XIV. Mikrostrukturat optike të çelikut AISI 304 ( X5CrNi18.10 ) në
kur ngarkohet në: ( a ) deformim plasrtik ( plastic strain ), ( b )
deformim plastik
40
Regjistër i vizatimeve Faqja
I. Ura e Thomson-it, e paraqitur skematikisht 21
II. Aparati i elektrolizës, i paraqitur skematikisht 43