Mortare în construcții: tipuri, proprietăți și aplicații. Clasificarea mortarelor Ce este un mortar

Soluțiile sunt amestecuri omogene (uniforme) formate din două sau mai multe componente ( componente). Diferența dintre o soluție și alte amestecuri este că moleculele de substanțe sunt distribuite uniform în ea și în orice microvolum al unui astfel de amestec compoziția sa este aceeași. În limbajul termodinamicii chimice, un astfel de amestec se numește monofazat. Ca și substanțele individuale (pure), soluțiile pot fi în fază lichidă, solidă sau gazoasă (vezi Faze). De exemplu, aerul este o soluție de diferite gaze - azot, oxigen, hidrogen, dioxid de carbon, vapori de apă etc. În același timp, particulele de praf și picăturile de lichid (ceață) nu sunt componente ale unei soluții de gaz, deoarece în interiorul unui pete. de praf am găsi doar substanță solidă, iar în interiorul picăturilor de ceață se află doar lichid, apă. Astfel, atât praful, cât și ceața sunt faze solide și lichide împrăștiate (împrăștiate) într-o soluție de gaze. Diferența dintre o soluție și o substanță pură este că o substanță individuală are anumite constante fizice, de exemplu, punctele de topire și de fierbere, o anumită compoziție chimică, în timp ce constantele fizice și compoziția soluțiilor depind de raportul dintre componentele lor. Astfel, densitatea soluției de sare din apă crește, iar punctul de îngheț scade odată cu creșterea conținutului de sare.

Substanțele pure, atunci când starea lor de fază se schimbă, nu își schimbă compozitia chimica, iar la revenirea la starea de fază inițială, acestea capătă caracteristicile originale. Componentele soluțiilor se pot separa atunci când starea de fază a sistemului se schimbă. Astfel, evaporarea apei dintr-o soluție salină (operație folosită de mult timp în extracția sării) duce, pe de o parte, la creșterea conținutului (concentrației) de sare din soluția rămasă, iar pe de o parte. altele, apa condensată este o substanță pură. Evaporarea în continuare a apei va duce la precipitarea fazei solide - cristale de sare.

Procesul de formare a soluției - dizolvarea - constă în distrugerea interacțiunii dintre moleculele unor substanțe individuale și formarea de noi legături intermoleculare între componentele soluției. Dizolvarea este posibilă numai atunci când energia de interacțiune dintre componentele soluției este mai mare decât suma energiilor de interacțiune din substanțele originale.

Când un cristal ionic de sare de masă este dizolvat în apă, moleculele polare ale solventului acoperă ionii cu un strat de dipoli (sarcină electrică egală ca mărime și cu semn opus). Acest așa-numit înveliș de solvație separă complet ionii. Denumirea generală pentru această interacțiune cu un solvent este solvatarea. Solvația duce la formarea unei varietăți de legături între molecule în soluție: ion-dipol, care este descris mai sus, dipol-dipol (de exemplu, dipolii de cloroform interacționează cu dipolii de etanol) sau formarea de legături de hidrogen (vezi Legătura chimică). Ultima interacțiune este una dintre cele mai puternice și joacă un rol important în dizolvarea substanțelor organice și anorganice.

Dizolvarea substanțelor organice unele în altele este facilitată de asemănarea structurilor lor. Regula chimică străveche - ca se dizolvă asemănător - se explică prin faptul că, în acest caz, interacțiunile dintre diferite molecule sunt similare ca tip și apropiate ca energie de interacțiunile din substanțele originale. Astfel, formarea legăturilor de hidrogen între moleculele de apă și alcool compensează cu ușurință distrugerea legăturilor de hidrogen din substanțele inițiale la amestecarea acestor lichide. Moleculele de hidrocarburi nepolare nu se pot introduce între moleculele de apă legate prin legături de hidrogen, ceea ce împiedică dizolvarea lor. Adesea, dizolvarea nu distruge complet legăturile intermoleculare din cadrul substanțelor individuale și rămân parțial conectate (asociate). De exemplu, acizii organici sunt prezenți în principal în solvenții organici nepolari ca dimeri legați prin legături de hidrogen. Astfel de asociați sunt distruși la diluare ulterioară. Pe măsură ce soluția este concentrată, asocierea devine mai puternică și nu există suficiente molecule de solvent pentru a separa moleculele de solut sau ionii. În acest caz, în interiorul soluției se formează un sistem de legături intermoleculare ale substanței individuale originale, care este eliberată într-o fază separată. Soluția rămasă, care este în echilibru cu componenta eliberată, se numește saturată. Prin creșterea temperaturii, este posibil să se distrugă asocierea și să se transfere componenta precipitată în soluție. Cu toate acestea, acest lucru nu este întotdeauna posibil.

Substantele anorganice isi pot scadea si capacitatea de a se dizolva (solubilitatea) cu cresterea temperaturii. Solubilitatea solidelor într-un lichid este determinată de căldura soluției, care poate fi pozitivă (căldura este eliberată în timpul dizolvării, iar substanța se dizolvă mai rău cu creșterea temperaturii) sau negativă (căldura de dizolvare este absorbită, iar solubilitatea crește odată cu creșterea temperaturii). ). Deoarece nu există interacțiuni intermoleculare în gaze, capacitatea lor de a se dizolva reciproc este nelimitată. Solubilitatea lor în lichide scade odată cu creșterea temperaturii, deoarece interacțiunile intermoleculare ale moleculelor de gaz cu solventul sunt slăbite.

Soluțiile solide există și în natură. Acestea sunt în principal aliaje metalice. Motivul fizic pentru o astfel de dizolvare este introducerea atomilor unui metal în rețeaua cristalină a altuia și construirea unei rețele cristaline comune.

Metode de exprimare a compoziției soluțiilor

Compoziția soluțiilor este de obicei exprimată cantitativ prin mărimi relative adimensionale - fracții (masă, volum, molară) și mărimi dimensionale - concentrații. Concentrația arată raportul dintre masa sau cantitatea de dizolvat și volumul de soluție.

Concentrația molară este raportul dintre cantitatea de dizolvat B și volumul de soluție:

Unitatea de măsură a concentrației molare este mol/m3 sau mol/L (cel din urmă este mult mai des folosit). Pentru a desemna unitatea de concentrație molară, se folosește de obicei simbolul M, de exemplu: - soluție unimolară (mol/l); - solutie centimolara (mol/l).

Ce este apa de mare, lapte, sârmă de oțel - sunt substanțe individuale sau sunt compuse din mai multe componente? În articolul nostru ne vom familiariza cu proprietățile soluțiilor - cele mai comune sisteme fizice și chimice cu compoziție variabilă. Ele pot conține mai multe componente. Astfel, laptele este o soluție organică care conține apă, picături de grăsime, molecule de proteine ​​și săruri minerale. Ce este o soluție și cum poate fi obținută? Vom răspunde la aceasta și la alte întrebări în articolul nostru.

Utilizarea soluțiilor și rolul lor în natură

Metabolizarea în biogeocenoze se realizează sub formă de interacțiune a compușilor dizolvați în apă. De exemplu, absorbția soluției din sol de către rădăcinile plantelor, acumularea de amidon ca urmare a fotosintezei în plante, procesele digestive ale animalelor și ale oamenilor - toate acestea sunt reacții care apar în soluții chimice. Este imposibil să ne imaginăm industriile moderne: construcții spațiale și aeronave, industria militară, energie nucleară fără utilizarea aliajelor - soluții solide cu unice caracteristici tehnice. Mai multe gaze pot forma și amestecuri, pe care le putem numi soluții. De exemplu, aerul este un sistem fizico-chimic care conține componente precum azotul, oxigenul, dioxid de carbon etc.

Ce este o soluție?

Amestecând acidul sulfat și apă, obținem soluția sa apoasă. Să vedem în ce constă. Vom găsi un solvent - apă, o soluție - acid sulfuricși produsele interacțiunii lor. Acestea includ cationi de hidrogen, sulfat de hidrogen - și Compoziția sistemului fizico-chimic constând dintr-un solvent și componente va depinde nu numai de ce substanță este solventul.

Cel mai comun și important solvent este apa. Mare valoare are și natura componentelor solubile. Ele pot fi împărțite aproximativ în trei grupuri. Aceștia sunt compuși practic insolubili, ușor solubili și foarte solubili. Ultimul grup este cel mai important. Include majoritatea sărurilor, acizilor, alcalinelor, alcoolilor și monozaharidelor. Compușii ușor solubili se găsesc, de asemenea, destul de des în natură. Acestea sunt gips, azot, metan, oxigen. Metalele, gazele nobile: argonul, heliul etc., kerosenul, uleiurile vor fi practic insolubile în apă.

Cum se cuantifică solubilitatea unui compus

Concentrația unei soluții saturate este cea mai importantă valoare, arătând Se exprimă printr-o valoare egală numeric cu masa compusului în 100 g soluție. De exemplu, dezinfectant produs medical- alcoolul salicilic se vinde in farmacii sub forma unei solutii alcoolice 1%. Aceasta înseamnă că 100 g de soluție conține 1 gram de substanță activă. Care este cea mai mare masă de clorură de sodiu care poate fi dizolvată în 100 g de solvent la o anumită temperatură? Puteți găsi răspunsul la această întrebare folosind un tabel special de curbe de solubilitate pentru compuși solizi. Deci, la o temperatură de 10 ⁰C se pot dizolva 38 g sare de masă în 100 g apă, la 80 ⁰C - 40 g substanță. Cum se face o soluție diluată? Trebuie să adăugați o anumită cantitate de apă. Concentrația unui sistem fizico-chimic poate fi crescută prin evaporarea soluției sau prin adăugarea unei anumite porțiuni dintr-un compus dizolvat.

Tipuri de soluții

La o anumită temperatură, sistemul poate fi în echilibru cu compusul solubil sub forma precipitatului său. În acest caz ei vorbesc despre soluție saturată. Cum se face o soluție saturată? Pentru a face acest lucru, trebuie să consultați tabelul de solubilitate pentru solide. De exemplu, sarea de masă cu o greutate de 31 g este adăugată în apă la o temperatură de 20 ºС și presiune normală, apoi amestecați bine. Odată cu încălzirea suplimentară și introducerea unei porții suplimentare de sare, excesul acesteia asigură formarea unei soluții suprasaturate. Răcirea sistemului va duce la procesul de precipitare a cristalelor de clorură de sodiu. Soluțiile vor fi numite diluate în care concentrația de compuși în comparație cu volumul de solvent va fi suficient de mică. De exemplu, soluția salină, care face parte din plasma sanguină și este utilizată în medicină după intervenții chirurgicale, este o soluție de clorură de sodiu 0,9%.

Mecanismul de dizolvare a substantelor

După ce am luat în considerare întrebarea ce este o soluție, vom determina ce procese stau la baza formării ei. În centrul fenomenului de dizolvare a substanțelor vedem interacțiunea atât a transformărilor fizice, cât și a celor chimice. Rolul principal Ele sunt influențate de fenomenul de distrugere a legăturilor chimice: covalente polare sau ionice, în moleculele compusului dizolvat. Aspectul fizic al ruperii legăturilor este absorbția energiei. Interacțiunea particulelor de solvent cu moleculele de solut, numită solvatare, are loc și în cazul solutii apoase- hidratare. Este însoțită nu numai de apariția de noi conexiuni, ci și de eliberarea de energie.

În articolul nostru, am examinat întrebarea ce este o soluție și am descoperit, de asemenea, mecanismul de formare a soluțiilor și semnificația acestora.

Clorura de sodiu, zahar, etanol iar apa sunt substante pure. Fiecare dintre aceste substanțe este caracterizată de anumite proprietăți, de exemplu presiunea vaporilor, punctul de topire, punctul de fierbere, densitatea. Să presupunem că amestecăm unele dintre aceste substanțe. Clorura de sodiu adăugată în apă se dizolvă în ea. Solidul dispare, trecând în faza lichidă. Zahărul se dizolvă în apă în același mod. Dacă adăugați alcool etilic în apă, cele două substanțe pure se amestecă și formează un lichid, conform aspect asemănător cu apa și alcoolul. Amestecuri de sare - apă, zahăr - apă, alcool etilic - apă se numesc soluții. Soluțiile diferă de substanțele pure prin faptul că proprietățile lor variază în funcție de cantitățile relative de solvent și dizolvat. Soluțiile se comportă complet diferit în timpul tranzițiilor de fază decât substanțele pure. Acest lucru permite să se facă o distincție strictă între soluții și substanțe pure și servește drept bază pentru a decide dacă o anumită substanță este o substanță pură sau o soluție.

Diferențele dintre substanțe pure și soluții

Scoarța terestră este formată din multe părți care sunt diferite unele de altele - este eterogenă sau eterogenă. Unele dintre părțile sale sunt omogene sau omogene. Exemple binecunoscute de substanțe eterogene sunt granitul, constând dintr-un amestec de diverse minerale, dressing pentru salată, constând din picături de ulei suspendate în acid acetic apos și fumul negru, constând dintr-o suspensie de particule de funingine în aer. Exemple de substanțe omogene sunt diamantul, apa pură, apa sărată și aerul pur. Substanţele eterogene sunt destul de greu de descris şi: clasificate. Substanțele omogene pot fi descrise destul de precis.

Atât substanțele pure, cât și soluțiile sunt omogene. O substanță omogenă formată dintr-o singură substanță se numește substanță pură. O soluție este o substanță omogenă formată din două sau mai multe substanțe.

Folosim termenii fază gazoasă, fază lichidă, fază solidă. O fază este o parte omogenă a sistemului, care se caracterizează prin aceleași proprietăți și compoziție. La rândul său, un sistem este regiunea și substanța din ea pe care o luăm în considerare. Sistemul poate consta din una sau mai multe faze.

De exemplu, să comparăm două probe lichide - apă pură și apă sărată. Ambele probe sunt sisteme omogene formate dintr-o singură fază. Cu toate acestea, primul lichid este o substanță pură, iar al doilea este o soluție. Nu putem spune doar după aspect care dintre aceste lichide limpezi este o substanță pură și care este o soluție. Adevărat, există o diferență între ele - de exemplu, apa sărată are o mai mare greutate specifică decât pur, dar această proprietate nu indică care dintre probe este o substanță pură.

Să comparăm comportamentul acestor două sisteme în timpul unei tranziții de fază. Mai întâi, să ne uităm la ce se întâmplă cu apa când îngheață sau se evaporă. Apa pură îngheață la o anumită temperatură, egală cu 0° C. Să înghețăm jumătate din apă, să punem gheața rezultată într-un alt vas, să o topim și să comparăm probele de apă rezultate. Se dovedește că nu se pot distinge. În plus, dacă evaporăm jumătate din apă, condensăm vaporii rezultați într-un alt vas și comparăm probele de apă, vom vedea că nici ele nu pot fi distinse unele de altele. Acest comportament în timpul evaporării (și condensării), precum și în timpul înghețului (și topirii) caracterizează substanțele pure. Soluțiile se comportă complet diferit.

Să presupunem că evaporăm o parte din apa sărată. Temperatura lichidului crește până când începe să fiarbă. Punctul de fierbere al apei sărate este mai mare decât al apei pure. Temperatura de fierbere a apei pure rămâne constantă, în timp ce temperatura de fierbere a apei sărate crește. Pe măsură ce punctul de fierbere crește, crește concentrația de sare din apă. Dacă colectăm aburul produs prin fierberea apei sărate și îl condensăm într-un vas separat, vom constata că acest lichid în proprietățile sale seamănă cu apa pură, și nu cu soluția din care a fost obținut. După ce toată apa s-a evaporat, rămâne sare solidă. Astfel, prin distilare, adică evaporare și condensare ulterioară într-un alt vas, este posibilă separarea lichid limpede din soluție și prin cristalizare, adică formarea unui solid cristalin, din soluție se poate obține un solid pur. Chimiștii numesc lichidul pur obținut prin distilarea unei soluții și solidul pur obținut prin cristalizare componente ale unei soluții.

Clorură de sodiu pură, similară apă curată, are un anumit punct de topire (punct de îngheț) la o presiune dată. Operațiile de separare, cum ar fi distilarea sau congelarea, nu separă componentele sării. Compoziția sării, exprimată ca raport dintre numărul de atomi de sodiu și clor sau raportul dintre greutățile acestor atomi, este constantă și corespunde formulei NaCl. Clorura de sodiu, ca și apa, este o substanță pură.

Pe de altă parte, operațiuni precum distilarea sau congelarea au ca rezultat separarea substanțelor pure care se aflau în soluție de soluție. Cu cât componentele sunt mai aproape de proprietăți, cu atât este mai dificil să le separați de soluție. Dar chiar și în cazurile dificile, cu ajutorul diverse metode separarea poate fi realizată de obicei. În natură, soluțiile se găsesc mult mai des decât substanțele pure, iar sistemele eterogene sunt mai frecvente decât soluțiile. Substanțele pure trebuie adesea obținute din soluții folosind tranziții de fază adecvate.

Ce sunt soluțiile solide substituționale și interstițiale? Dați exemple.
Soluțiile solide sunt faze în care unul dintre componentele aliajului își păstrează rețeaua cristalină, iar atomii altor (sau altor) componente sunt situați în rețeaua primului component (solvent), modificându-i dimensiunile (perioadele).
Astfel, o soluție solidă constând din două sau mai multe componente are un tip de rețea și reprezintă o fază.
Există soluții solide interstițiale și soluții solide de substituție.
În timpul formării soluțiilor solide interstițiale, atomii componentei dizolvate B sunt situați între atomii solventului A din rețeaua sa cristalină. În timpul formării soluțiilor solide substituționale, atomii componentului B dizolvat înlocuiesc o parte din atomii solventului (componenta A) în rețeaua sa cristalină.

Deoarece dimensiunile atomilor dizolvați diferă de dimensiunile atomilor de solvent, formarea unei soluții solide este însoțită de distorsiunea rețelei cristaline a solventului.

a – atomul componentei dizolvate este mai mare decât atomul de solvent
b – atomul componentei dizolvate este mai mic decât atomul de solvent
Soluțiile solide de substituție pot avea solubilitate limitată sau nelimitată. În soluțiile solide cu solubilitate limitată, concentrația componentului dizolvat este posibilă până la anumite limite.
În soluțiile solide cu solubilitate nelimitată, este posibilă orice concentrație a componentului dizolvat (de la 0 la 100%). Se formează soluţii solide cu solubilitate nelimitată dacă urmatoarele conditii: 1) componentele trebuie să aibă același tip de rețele cristaline; 2) diferența dintre razele atomice ale componentelor nu trebuie să depășească 9% pentru aliajele pe bază de fier și 15% pentru aliajele pe bază de cupru; 3) componentele trebuie să aibă proprietăți fizice și chimice similare. Cu toate acestea, respectarea acestor proprietăți nu duce întotdeauna la formarea de soluții solide substituționale cu solubilitate nelimitată. În practică, de regulă, se formează soluții solide cu solubilitate limitată.
Soluțiile solide interstițiale pot avea doar o concentrație limitată, deoarece numărul de pori din rețea este limitat, iar atomii componentei principale sunt reținuți la locurile rețelei.
Soluții solide de substituție cu solubilitate nelimitată pe baza componentelor: Ag și Au, Ni și Cu, Mo și W, V și Ti etc.
Soluții solide de substituție cu solubilitate limitată pe baza componentelor: Al și Cu, Cu și Zn etc.
Soluții solide interstițiale: atunci când elementele nemetalice precum carbonul, borul, azotul și oxigenul sunt dizolvate în metale. De exemplu: Fe și C.

Cum și de ce se schimbă proprietățile metalelor în timpul deformării plastice la rece?
Deformarea la rece este una care se efectuează la o temperatură sub temperatura de recristalizare. Prin urmare, deformarea la rece este însoțită de întărirea (călirea) metalului.
Forma piesei de prelucrat în timpul tratamentului sub presiune se modifică sub influența forțelor externe datorită deformării plastice a fiecărui cristalit în conformitate cu schema deformațiilor principale. Principala modificare a formei cristalitelor este că acestea sunt alungite în direcția deformarii principale de tracțiune (de exemplu, în direcția de rulare sau de tragere). Pe măsură ce gradul de deformare la rece crește, boabele devin din ce în ce mai alungite, iar structura devine fibroasă.
Întărirea metalului în timpul deformării plastice (întărirea) se explică prin creșterea numărului de defecte în structura cristalină (dislocații, vacante, atomi interstițiali). O creștere a densității defectelor structurii cristaline împiedică mișcarea noilor dislocații individuale și, prin urmare, crește rezistența la deformare și reduce ductilitatea. O creștere a densității luxațiilor este de cea mai mare importanță, deoarece interacțiunea care apare între ele inhibă mișcarea lor ulterioară.
Odată cu creșterea gradului de deformare la rece, indicatorii rezistenței la deformare (rezistența la tracțiune, rezistența la curgere și duritatea) cresc, iar indicatorii plasticității (alungirea și contracția relativă) scad.

Desenați o diagramă de fază fier-carbură de fier, indicați componentele structurale în toate zonele diagramei, descrieți transformările și construiți o curbă de răcire (folosind regula fazei) pentru un aliaj care conține 0,8% C. Care este structura acestui aliaj la temperatura camerei și cum se numește un astfel de aliaj?
Cristalizarea primară a aliajelor sistemului fier-carbon începe la atingerea temperaturilor corespunzătoare liniei ABCD (linia lichidului) și se termină la temperaturi care formează linia AHJECF (linia solidă).
Când aliajele cristalizează de-a lungul liniei AB, cristale dintr-o soluție solidă de carbon în α-fier (soluție δ) sunt eliberate dintr-o soluție lichidă. Procesul de cristalizare a aliajelor cu un conținut de carbon de până la 0,1% se termină de-a lungul liniei AN cu formarea unei soluții solide α (δ). Pe linia HJB are loc o transformare peritectică, în urma căreia se formează o soluție solidă de carbon în γ-fier, adică austenită. Procesul de cristalizare primară a oțelurilor se încheie de-a lungul liniei AHJE.
La temperaturi corespunzătoare liniei BC, austenita cristalizează din soluția lichidă. În aliajele care conțin de la 4,3% până la 6,67% carbon, la temperaturi corespunzătoare liniei CD, cristalele de cementită primară încep să precipite. Cementitul care cristalizează din fază lichidă se numește primar. În punctul C la o temperatură de 1147°C și o concentrație de carbon într-o soluție lichidă de 4,3%, se formează un eutectic, care se numește ledeburit. Transformarea eutectică cu formarea ledeburitului poate fi scrisă prin formula ЖР4,3->Л[А2,14+Ц6,67]. Procesul de cristalizare primară a fontei se termină de-a lungul liniei ECF cu formarea ledeburitului.
Astfel, structura fontelor sub 1147°C va fi: hipoeutectic - austenit + ledeburit, eutectic - ledeburit și hipereutectic - cementit (primar) + ledeburit.
Transformările care apar în stare solidă se numesc cristalizare secundară. Ele sunt asociate cu tranziția γ-fierului la α-fier la răcire și descompunerea austenitei.
Linia GS corespunde temperaturilor la care începe transformarea austenitei în ferită. Sub linia GS, aliajele constau din ferită și austenită.
Linia ES arată temperatura la care cementitul începe să se separe de austenită datorită scăderii solubilității carbonului în austenită odată cu scăderea temperaturii. Cementitul eliberat din austenită se numește cementită secundară.
În punctul S la o temperatură de 727°C și o concentrație de carbon în austenită de 0,8%, se formează un amestec eutectoid format din ferită și cementită, numit perlită. Perlita se obține ca urmare a precipitării simultane a particulelor de ferită și cementită din austenită. Procesul de transformare a austenitei în perlit poate fi scris prin formula A0.8->P[F0.03+Ts6.67].
Linia PQ indică o scădere a solubilității carbonului în ferită la răcire și eliberarea de cementită, care se numește cementită terțiară.
În consecință, aliajele care conțin mai puțin de 0,008% carbon (punctul Q) sunt monofazate și au structura de ferită pură, iar aliajele care conțin carbon de la 0,008 la 0,03% au o structură ferită + cementită terțiară și se numesc fier tehnic.
Oțelurile hipoeutectoide la temperaturi sub 727ºC au o structură ferită + perlită, iar oțelurile hipereutectoide au perlită + cementită secundară sub formă de rețea de-a lungul limitelor de granule.
În fontele hipoeutectice în intervalul de temperatură 1147–727ºС, la răcire, cementitul secundar este eliberat din austenită datorită scăderii solubilității carbonului (linia ES). La atingerea unei temperaturi de 727ºС (linia PSK), austenita se epuizează în carbon până la 0,8% (punctul S), transformându-se în perlită. Astfel, dupa racirea finala, structura fontei hipoeutectice este formata din perlita, cementita secundara si ledeburita transformata (perlit + cementita).
Structura fontelor eutectice la temperaturi sub 727ºС constă din ledeburit transformat. Fonta hiperutectică la temperaturi sub 727ºС constă din ledeburit transformat și cementită primară.
Regula fazelor stabilește relația dintre numărul de grade de libertate, numărul de componente și numărul de faze și se exprimă prin ecuația:
C = K + 1 – Ф,
unde C este numărul de grade de libertate ale sistemului;
K – numărul de componente care formează sistemul;
1 – numărul de factori externi (considerăm doar temperatura ca factor extern, deoarece presiunea, cu excepția presiunii foarte mari, are un efect redus asupra echilibrului de fază al aliajelor în stare solidă și lichidă);
Ф – numărul de faze aflate în echilibru.
Un aliaj de fier și carbon care conține 0,8% C se numește oțel eutectoid. Structura sa la temperatura camerei este perlita.

Folosind diagrama stării fier-carbură de fier și graficul durității față de temperatura de revenire, atribuiți un mod tratament termic(temperatura de stingere, mediu de racire si temperatura de revenire) a produselor din otel 50, care trebuie sa aiba o duritate de 230...250 HB. Descrieți microstructura și proprietățile oțelului 50 după tratamentul termic.
Puncte critice pentru St50: AC1=725ºС, AC3=760ºС.
La încălzire la 700ºC, transformările alotropice nu apar în oțelul 50 și avem aceeași structură - perlită + ferită, cu răcire rapidă (de la întărire), avem și după răcire perlita + ferită cu aceleași proprietăți mecanice (aproximativ) ca la starea originală înainte de încălzire pentru stingere.
Dacă oțelul hipoeutectoid este încălzit deasupra Ac1, dar sub Ac3, atunci în structura sa după stingere, împreună cu martensita, vor exista secțiuni de ferită. Prezența feritei ca componentă moale reduce duritatea oțelului după călire. Acest tip de întărire se numește incomplet. Oferă proprietăți mecanice bune și imprimabilitate. La temperatura de incalzire structura este austenita + ferita. Când se răcește cu o viteză peste viteza critică, are loc o transformare martensitică: γ->M. Rezultatul este o structură ferită + martensită.
Mod de încălzire optim pentru călirea oțelurilor hipoeutectoide (%C<0,8%) составляет АС3+(30÷50º), т.е. для Ст50 – 800-820ºС. При этом после закалки имеем мелкое зерно, обеспечивающее наилучшие механические свойства стали 50.
Încălzirea și menținerea oțelului 50 peste o temperatură de 820ºС înainte de întărire duce la creșterea cerealelor și la deteriorarea proprietăților mecanice ale oțelului după tratamentul termic. Structura cu granulație grosieră determină o fragilitate crescută a oțelului.
Pentru a asigura o rată de răcire peste cea critică, alegem ca mediu de răcire apa. Structura oțelului 50 la temperatura de încălzire pentru călire este austenită, după răcire la o viteză peste cea critică este martensită.
Călirea este încălzirea oțelului la o temperatură sub Ac1, menținerea la o temperatură dată și răcirea ulterioară la o viteză dată (de obicei în aer). Călirea este operația finală de tratament termic, efectuată după călire pentru a reduce tensiunile interne și a obține o structură mai echilibrată. Cu cât temperatura de revenire este mai mare, cu atât stresul din produsele întărite este mai complet eliberat.
Pentru a obține o duritate de 230...250 HB cu un diametru al piesei de prelucrat de 20 mm, revenirea oțelului 50 trebuie efectuată la o temperatură de 500ºC. Mediul de răcire este apa. Când este temperat la temperaturi ridicate, se formează o structură numită sorbitol de temperare. Sorbitolul temperat constă dintr-o bază feritică pătrunsă cu particule de cementită.
Proprietățile oțelului 50 după tratament termic: σt=680-780 MPa, σw=870-970 MPa, δ=13-11%, ψ=61-57%, an=120-80, HB=230-250.

Oțelul 40 a fost întărit la temperaturi de 760 și 840 ºС. Folosind diagrama de fază fier-cementită, indicați temperaturile de încălzire selectate și descrieți transformările care au avut loc în cele două condiții de călire. Ce mod ar trebui să fie preferat și de ce?
Călirea oțelului hipoeutectoid constă în încălzirea oțelului la o temperatură peste temperatura critică (Ac3), menținerea acestuia și apoi răcirea lui cu o viteză care depășește cea critică.
Temperatura punctului Ac3 pentru oțelul 40 este de 790°C.
Dacă oțelul hipoeutectoid este încălzit deasupra Ac1, dar sub Ac3, atunci în structura sa după stingere, împreună cu martensita, vor exista secțiuni de ferită. Prezența feritei ca componentă moale reduce duritatea oțelului după călire. Când este încălzit la o temperatură de 760°C (sub punctul Ac3), structura oțelului 40 este austenită + ferită după răcire la o viteză peste viteza critică, structura oțelului este martensită + ferită;

Figura 5 – Fragment din diagrama fier-carbon
Austenita este eterogenă ca compoziție chimică. În acele locuri în care au existat plăci de cementită, austenita este mai bogată în carbon și unde plăcile de ferită sunt mai sărace. Prin urmare, în timpul tratamentului termic pentru a nivela compoziția chimică a granulelor de austenită, oțelul este încălzit ușor peste punctul critic Ac3 (cu 30-50°C) și menținut pentru ceva timp la această temperatură. Procesul de austenitizare decurge mai rapid, cu atât este mai mare excesul de temperatură reală de încălzire pentru întărire în raport cu temperatura Ac3. Pentru o călire completă, oțelurile hipoeutectoide trebuie încălzite la o temperatură de 30-50°C peste Ac3. Temperatura de încălzire a oțelului 40 pentru călirea completă este deci 820-840°C. Structura oțelului 40 la temperatura de încălzire pentru călire este austenită, după răcire la o viteză peste cea critică este martensită.
Dacă încălziți peste această temperatură, boabele mici de austenită încep să se conecteze între ele și cu cât temperatura de încălzire este mai mare, cu atât dimensiunea crește mai intens. Structura cu granulație grosieră înrăutățește proprietățile mecanice ale oțelului.
Prin urmare, ar trebui să se acorde preferință întăririi la o temperatură de 840 ºС.

Fiecare constructor cu experiență are mai multe rețete de mortare care pot fi folosite pentru anumite lucrări. Fiecare mortar are propriile sale caracteristici, compoziție, avantaje și dezavantaje. Eliberarea amestecurilor uscate a simplificat foarte mult prepararea acestei substanțe, deoarece acum este suficient să adăugați cantitatea necesară de apă la pulberea uscată și să amestecați bine ingredientele. Dar totuși, cei care intenționează să se angajeze în construcții sau renovari trebuie să cunoască informații de bază despre această zonă.

Ce este mortarul? Acesta este un amestec de mai multe componente. Componentele necesare sunt umplutura cu granulație fină, un liant și apă. Această soluție este adesea confundată cu betonul, la care, pe lângă componentele enumerate, se adaugă și agregate grosiere (pietriș, piatră zdrobită). Profesioniștii știu că acestea sunt substanțe diferite cu propriile lor domenii de aplicare.

Mortarul cu granulație fină a fost folosit în lucrări de construcții și reparații de foarte mult timp varietatea sa a fost descoperită chiar și în timpul studiului piramidelor egiptene. Produsele moderne sunt supuse unei clasificări detaliate, identificând tipurile destinate diferitelor locuri de muncă.

Pentru cei care nu au studii profesionale, este important de știut că, în funcție de domeniul de aplicare, mortarele se împart în zidărie, finisaje și speciale.

• Zidăria, după cum sugerează și numele, este folosită pentru așezarea pereților din cărămidă și piatră. Puteți pregăti o astfel de soluție dintr-un amestec uscat gata preparat (care este foarte convenabil și reduce timpul), precum și din ciment, nisip și apă. Dimensiunea și puritatea nisipului și calitatea cimentului sunt de mare importanță.
• Substanța de finisare este folosită de tencuitori. Amestecuri pot avea și proprietăți suplimentare, de exemplu, pot fi folosite pentru decorarea pereților.
• Soluțiile speciale cu aditivi suplimentari au proprietăți de izolare fonică și de izolare termică. Practic, acestea sunt amestecuri de aspect modern, utilizarea lor îmbunătățește calitatea construcției și vorbește de un înalt profesionalism. Amestecuri cu aditivi plastifianți sunt populare, fac soluția mai plastică și mai ușor de utilizat. Pereții tencuiți cu acest finisaj vor fi mai netezi și mai îngrijiți. Există și aditivi pentru lucrul iarna, accelerează întărirea. Rezistența la îngheț este indicată de marcaje speciale.

Soluțiile sunt de asemenea clasificate în funcție de tipul de liant. Sunt produse amestecuri de ciment, var, gips și tipuri mixte. Dacă există un singur tip de componentă de liant, o astfel de soluție este considerată simplă, dacă există mai multe, este considerată complexă. Tipul componentelor afectează metoda de preparare a unei soluții dintr-un amestec uscat. Cine va prepara și va folosi substanța trebuie să respecte proporțiile și timpul de gătire necesare. Pentru siguranța muncii, ar trebui să alegeți produse de la producători cunoscuți, de renume, care conțin numai substanțe ecologice. Și chiar dacă această condiție este îndeplinită, trebuie să pregătiți o soluție din amestecuri uscate într-o mască de protecție, astfel încât, atunci când amestecați, pulberea să nu intre în sistemul respirator.