Punim diplome

UNIVERSITETI I PRISHTINËS

FAKULTETI I XEHETARISË DHE METALURGJISË

DEPARTAMENTI I TEKNOLOGJISË

PUNIM DIPLOME

Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike

të çelikut austenitik X5CrNi18.10

Punim diplome

Ndikimi i temperaturës ndaj rezistencës elektrike të çelikut austenitik X5CrNi18.10

2

Kandidati

Shpejtim Alimi

Mentori

Prof. Dr. sc. Hamit Mehmeti

Mitrovicë, 2008PËRMBAJTJA

PËRMBAJTJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I

1. HYRJE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

2. NJOHURI TË PËRGJITHSHME MBI ÇELIKUN AUSTENITIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.1 Çeliku austenitik X5CrNi18.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

3. BAZA TEORIKE E VARËSISË SË REZISTENCËS ELEKTRIKE NGA DEFEKTET. . . . . . . . . .

10

3.1 Rezistenca elektrike . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3.2 Regulla e Mathiessen-it . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

3.3 Koeficienti i bymimit termik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

4. MOSTRAT PËR ANALIZË DHE PËRGATITJA E TYRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

4.1 Saldimi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

4.2 Lidhja ndërmjet mostrave dhe shtyllave të bakrit me nikel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

4.3 Mbulimi sipërfaqësor me bakër në të dy skajet e mostrave me PVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

5. METODAT EKSPERIMENTALE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

5.1 Ura e Thomson-it . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

5.2 Mikroohmmetri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

5.3 Procedura e matjes dhe efektet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

6. REZULTATET DHE DISKUTIMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

6.1 Rezultatet eksperimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

6.2 Rezultatet e llogaritura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

6.3 Diagrama e varërisë së rezistencës specifike elektrike nga temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

6.4 Problemet gjatë matjeve eksperimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

6.5 Propozimet për zgjidhjen e problemeve të cilat mund të përdororen në të ardhmen . . . . . . . . . . . .

42

6.5.1 Elektroliza e bakrit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

6.5.2 Lidhja me argjend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

7. PËRFUNDIMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

8. LITERATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

REGJISTRI I TABELAVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

REGJISTRI I ILUSTRIMEVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

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!

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.

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 ()

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.

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 ) :

·

Temperatura maksimale nën kushtet e oksidimit është .

· Ato janë të përshtatshëm vetëm për përqëndrime të ulta të acideve reduktues ( super austenitet janë të disponueshëm për shkalla të larta acidesh ).

· 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:

· Rezistencë të lartë ndaj korrozionit nga sforcimet ( stress corrosion cracking )

· Rritje të rezistencës gjatë veprimit me jone kloride

· Saldueshmëri të mirë, etj

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 )

Fortësia

Rockwell 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.

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 ().

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 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.

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.

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

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.

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:

- 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.

- 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  

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

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.

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.

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.

Figura 6. Mostra me defekte

Figura 7. Mostra pa defekte

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

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.

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. 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 .

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.

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.

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 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.

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

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

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

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

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.

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 sipërfaqennë 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:

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 .

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

Pasi njehsuam rrezen ne mund të njehsojmë sipërfaqennë 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.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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 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 .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 Verformung des metastabilen CrNi-Stahles X5CrNi18.10 - nga Maria 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

· www.atlasmetals.com.au – Technical Handbook of Stainless Steel

· www.azom.com – Stainless steel – grade 304

· http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistance

· www.mathey.ch

· www.ask.com

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

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 deriherë

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

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 : ( c ) 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

r

D

0[]

K

[

]

6

4.510

m

-

×W

77 []

K

77 []

K

Ni

20 []

C

°

Cu

PVD

Sn

325

20 []

C

°

196 []

C

-°

25

m

m

4

150

C

°

200

C

°

20 []

C

°

20 %

25 %

40 []

C

-°

15 %

20 %

2

Mo

C

Cr

Ni

1.4301

DIN

60 []

C

-°

çeliku

200 []

C

°

196 []

C

-°

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

60[]

C

-°

40[]

C

-°

20[]

C

°

40[]

C

°

80[]

C

°

150[]

C

°

200[]

C

°

m

s

600 []

MPa

200 []

C

°

CrNi

1400 []

MPa

60 []

C

-°

40 []

C

°

170 %

200 []

C

°

30 %

100 []

kN

80 []

C

-°

200 []

C

°

'

a

NIROSTA

C

°

1050 []

C

°

30min

300 []

C

°

37

CuZn

:

NdYAG

250

m

m

U

I

R

çeliku

UIR

=×

U

R

I

=

[]

W

R

W

L

R

A

r

=

A

R

L

r

=

[]

m

W

R

ohm

CrNiMo

r

rho

L

A

s

1

r

s

=

Þ

1

s

r

=

SI

k

Versuch

s

g

Tc

r

T

c

T

4.2 []

K

77 []

K

125 []

K

Hg

c

T

austenit

77 []

K

196 []

C

-°

77 []

K

196 []

C

-°

()()

papastdeffon

TT

rrrr

=++

ph

r

[

]

0

K

[

]

0

K

[

]

0

K

0

()()

D

TT

rrr

=+

r

T

T

D

r

D

()()

teorikeDefekteve

TT

rrr

=+D

Cr

0

1

L

L

a

¶

=

¶T

0

L

L

T

a

l

0

T

a

D

=

×D

l

l

l

1

[]

K

-

Þ

0

a

D

=DT

l

l

l

0

l

Ni

D

l

T

D

T

a

D

=×D

l

l

l

A

a

0

A

A

AT

a

D

=

×D

Þ

0

a

A

DA

=DT

A

0

A

DA

2

aa

A

@

l

ISO

0

2

a

DA

=DT

A

l

V

a

0

V

V

V

a

D

=

×DT

Þ

0

V

V

T

V

a

D

=×D

n

a

V

D

V

3

V

aa

=

l

0

3

V

V

a

D

=DT

l

FeC

-

a

6

10/

-

K

20

C

°

(

)

3

ba

=

20

C

°

:

:

a

7

10

-

g

3

10

-

a

Ni

Ni

PVD

TiN

Sn

Ni

1 []

A

0

B

U

=

a

b

N

a

XN

b

=

W

1

2

XN

R

RR

R

=

13

RR

=

24

RR

=

Mn

X

R

N

b

a

B

U0

=

a

B

U0

=

a

Cr

a

ohm

...[]

R

=W

20 []

C

°

77 []

K

196 []

C

-°

77 []

K

Cr

20 []

C

°

196 []

C

-°

1

6.8

a

=

2

6.8

a

=

1

4.8

a

=

2

4.8

a

=

a

XN

b

=×

1

151.2

a

=

2

147.4

a

=

149.3

mes

a

=

1

34.6

a

=

2

34.5

a

=

34.55

mes

a

=

III

a

61

17.210[]

K

--

×

i

T

a

D

=

×D

l

l

l

D

l

176 []

TTTC

ab

D=-=°

20 []

TC

a

=°

196 []

TC

b

=-°

0

71.7 []

mm

=

l

23

CrO

61

0

17.210[]71.7 []176[]0.2170 []

CmmCmm

a

--

D=××DT=×°××°ÞD=

l

lll

4

2.1710[]

m

-

D=×

l

196[]20[]

CC

-°°

=-D

lll

196[]

71.7 []0.2170 []

C

mmmm

-°

=-

l

Þ

196[]196[]

71.483 []0.071483 []

CC

mmm

-°-°

=Þ=

ll

3.1 []

mm

q

=

r

3.1 []

1.55 []

22

dmm

rmm

===

Þ

Al

1.55 []

rmm

=

2

20[]

2

C

Vr

p

°

=

l

[

]

2

3

20[]

23.141.55 []71.7 []1081.7880 []

C

Vmmmmmm

°

=×××=

63

20[]

1.081710[]

C

Vm

-

°

=×

0

V

V

T

V

a

D

=×D

Þ

0

V

VVT

a

D=××D

3

v

aa

@

l

3613

20[]

31081.7880 []317.210[]176 []9.8243 []

C

VVTmmCCmm

a

--

°

D=××D=×××°×°=

l

93

9.824310[]

Vm

-

D=×

V

V

T

V

a

D

=×D

0

T

a

D

=×D

l

l

l

V

a

a

l

0

3

V

V

a

D

=DT

l

325

x

0

3

V

V

a

D

=DT

l

0

V

196 []

C

-°

196[]

C

V

-°

00

3

V

V

DD

=

l

l

Þ

0

0

3

V

V

D

=×

D

l

l

196 []

C

-°

196[]

33

196[]

71.4830 []

9.8243 []1078.7564 []

330.2170 []

C

C

mm

VVmmmm

mm

-°

-°

=×D=×=

D×

l

l

63

196[]

1.078710[]

C

Vm

-

-°

=×

350 []

C

°

20 []

C

°

196 []

C

-°

2

Ar

p

=

20 []

C

°

222

20[]20[]

3.14( 1.55 )7.5438 []

CC

Armmmm

p

°°

==×=

Þ

62

20[]

7.543810[]

C

Am

-

°

=×

196 []

C

-°

196 []

C

-°

950 []

C

°

2

196[]196[]

2

CC

Vr

p

-°-°

=×××

l

Þ

196[]

2

196[]

2

C

C

V

r

p

-°

-°

=

××

l

3

22

1078.7564 []

2.40304 []

23.1471.483 []

mm

rmm

mm

==

××

r

2

2.40304 []1.55017 []

rmmmm

==

3

1.5501710[]

rm

-

=×

r

A

196 []

C

-°

Cr

(

)

2

22

196[]196[]

3.141.550177.5454 []

CC

Armmmm

p

-°-°

=×=×=

Þ

62

196[]

7.545410[]

C

Am

-

-°

=×

196 []

C

-°

20 []

C

°

2

196[]

4

196[]196[]

196[]

7.5454 []

0.00497 [

Ω]5.2460910[]

71.4830 []

C

CC

C

A

mm

Rmm

mm

r

-°

-

-°-°

-°

==×=×W

l

7

196[]

5.2460910[]

C

m

r

-

-°

=×W

2

20[]

4

20[]20[]

20[]

7.5438 []

0.007 []7.3649310[]

71.7 []

C

CC

C

A

mm

Rmm

mm

r

°

-

°°

°

==W×=×W

l

7

20[]

7.3649310[]

C

m

r

-

°

=×W

196[]196[]

TT

CC

R

R

r

r

-°-°

=

0.02 %

T

r

R

20

C

°

7

7

7.3649310[]0.007 []

5.2460910[]0.00497 []

m

m

-

-

×WW

=

×WW

Þ

1.403881.40845

@

3.1 []

mm

q

=

3.1 []

1.55 []

22

dmm

rmm

===

84.5 []

mm

=

l

100 %

176 []

TC

D=°

i

T

a

D

=

×D

l

l

l

Þ

i

T

a

D=××D

l

ll

D

l

61

17.210[]84.5 []176 []0.2558 []

CmmCmm

--

D=×°××°=

l

3

2.5580 []

m

D=

l

196[]196[]

84.5 []0.2558 []84.2442 []

CC

mmmmmm

-°-°

=-Þ=

ll

Þ

Ni

196[]

0.08424 []

C

m

-°

=

l

20 []

C

°

Þ

[

]

2

3

20[]

23.141.55[]84.5 []1274.91065 []

C

Vmmmmmm

°

=×××=

3

m

63

20[]

1.274910[]

C

Vm

-

°

=×

3

v

aa

@

l

3613

20[]

1274.91065 []317.210[]176 []11.57828 []

CV

VVTmmCCmm

a

--

°

D=××D=×××°×°=

Mo

Þ

93

11.5782810[]

Vm

-

D=×

0

T

a

D

=×D

l

l

l

V

a

3

a

l

196 []

C

-°

0

0

3

V

V

D

=

D

l

l

3

196[]

3

196[]

84.2442 []11.57828 []

1271.0489 []

30.2558 []3

C

C

Vmmmm

Vmm

mm

-°

-°

D

==×=

D

l

l

Þ

63

196[]

1.271048910[]

C

Vm

-

-°

=×

Ti

20 []

C

°

196 []

C

-°

20 []

C

°

222

20[]20[]

3.14( 1.55 )7.5438 []

CC

Armmmm

p

°°

==×=

196 []

C

-°

196 []

C

-°

196[]

2

196[]

2

C

C

V

r

p

-°

-°

=

××

l

Cu

3

196[]

22

196[]

1271.0489 []

2.402495 []

223.1484.2442 []

C

C

V

mm

rmm

mm

p

-°

-°

===

××××

l

2

2.402495 []1.54999 []

rmmmm

==

1.54999 []

rmm

=

196 []

C

-°

(

)

2

22

196[]196[]

3.141.549997.54375 []

CC

Armmmm

p

-°-°

=×=×=

2

m

62

196[]

7.5437510[]

C

Am

-

-°

=×

196 []

C

-°

C

20 []

C

°

2

196[]

196[]196[]

196[]

7.54375 []

0.06873 []0.006135 []

84.2442 []

C

CC

C

A

mm

Rmm

Lmm

r

-°

-°-°

-°

==W×=W

6

196[]

6.135810[]

C

m

r

-

-°

=×W

2

20[]

20[]20[]

20[]

7.5438 []

0.10507 []0.00938 []

84.5 []

C

CC

C

A

mm

Rmm

Lmm

r

°

°°

°

==W×=W

6

20[]

9.380210[]

C

m

r

-

°

=×W

20

C

°

6

6

9.380210[]0.10507 []

6.135810[]0.06873 []

m

m

-

-

×WW

=

×WW

1.52891.5287

@

C

D

r

D

0

100

200

300

400

500

0

2

4

6

8

10

1

3

5

7

9

6

10[]

m

-

W

T

T

20 []

C

°

196 []

C

-°

(20)(20)

teorikeDefekteve

CC

rrr

°=°+D

(196)(196)

teorikeDefekteve

CC

rrr

-°=-°+D

Cr

D

r

D

0 []

K

[

]

6

4.510

D

m

r

-

D=×W

665

( 20 )( 20 )9.3802104.5101.3880210[]

teorikeDefekteve

CCm

rrr

---

°=°+D=×+×=×W×

20 []

C

°

5

1.3880210[]

m

-

×W×

196 []

C

-°

665

( 196 )( 196 )6.1358104.5101.0635810[]

teorikeDefekteve

CCm

rrr

---

-°=-°+D=×+×=×W×

196 []

C

-°

5

1.0635810[]

m

-

×W×

Ni

20 []

C

°

196 []

C

-°

( 20 )

( 196 )

( )

C

D

C

f

r

r

r

°

-°

=D

5

( 20 )

5

( 196 )

1.3880210

1.3051

1.0635810

C

C

r

r

-

°

-

-°

×

==

×

Þ

1.3051 ( )

D

f

r

=D

60 []

C

-°

40 []

C

°

'

a

e

Mn

ge

®

'

gea

®®

'

ga

®

I

80 []

C

°

II

g

e

150 []

C

°

0.03 %

III

150

C

°

200

C

°

150 []

C

°

200 []

C

°

'

a

e

C

e

Ti

20 []

C

°

20 %

25 %

40 []

C

-°

15 %

20 %

e

Nb

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0

20

40

60

80

100

120

60[]

C

-°

40[]

C

-°

20[]

C

°

40[]

C

°

'

a

Cu

PVD

Sn

[

]

231.91 C

þ

Cu

[

]

1083 C

þ

CrNi

Cu

Sn

Cu

Sn

Cu

Sn

0.10507 []

W

0.06873 []

W

196 []

C

-°

0.06873 []

W

50 []

C

-°

196 []

C

-°

20 []

C

°

20 []

C

°

196 []

C

-°

PVD

4

CuSO

2

44

CuSOCuSO

++-

+

€

2

4

SO

-

Cu

++

925 [°C]

R

P

E

A

A

K

M

4

CuSO

960.5 []

C

°

Cu

Cr

PVD

Ag

Cu

Ag

Ag

PVD

Sn

PVD

20 []

C

°

18

[

]

mes

R 0.007

=W

196 []

C

-°

[

]

mes

R 0.00497

=W

[

]

mes

R 0.10507

=W

20 []

C

°

[

]

mes

R 0.06873

=W

196 []

C

-°

20 []

C

°

7

[20]

7.3649310[]

C

m

r

-

°

=×W

196 []

C

-°

26 %

7

196[]

5.2460910[]

C

m

r

-

-°

=×W

20 []

C

°

6

[20]

9.380210[]

C

m

r

-

°

=×W

196 []

C

-°

6

196[]

6.135810[]

C

m

r

-

-°

=×W