Современные композиционные материалы и методы их исследования практические занятия

 

---

Работа № 2
АНАЛИЗ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВАХ 
Задание. 
Выполнить анализ фазовых превращений, происходящих при медленном охлаждении из области 
жидкой фазы до комнатной температуры в сплаве состава Х
1
системы железо-углерод. 
Варианты заданий: 
№ варианта
задания 
Х
1
(С,%) 
№ варианта 
задания 
Х
1
(С,%) 
1-Бычков 
2-Журавлев 
3-Логунов 
4-Новиков 
5-Ушакова 
6-Чупраков 
7-Юдина 
8-Ердаулетов 
9-Нуркасимова 
10 
11 
12 
0,16 
0,30 
0,60 
0,80 
1,00 
1,20 
1,40 
1,60 
1,80 
2,00 
2,14 
2,30 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
19 
20 
21 
22 
23 
24 
2,60 
3,00 
3,30 
3,60 
4,00 
4,30 
4,60 
5,00 
5,30 
5,60 
6,00 
6,40 

---

Примеры выполнения домашних работ 
Работа №1 
 
Анализ фазовых превращений в двухкомпонентных сплавах 
 
Задание: 
Выполнить анализ фазовых превращений, происходящих при медленном охлаждении из области 
жидкого раствора до комнатной температуры в сплаве Х
1 
= 80% Zn системы алюминий – цинк. 
Решение: 
1. Вычерчиваем диаграмму фазового равновесия
Рис. Диаграмма состояния Al – Zn (а) и кривая охлаждения для Х
1
 (б) 
2. Анализ фазовых превращений. 
2.1. Подсчитаем число степеней свободы С для сплава Х
1
 при различных температурах по правилу 
фаз: число компонентов К=2 (алюминий, цинк). Число фаз Ф и число степеней свободы С при различных 
температурах: 
t  t
1 
Ф=1 (Ж)
С = 2-1+1=2 
t – переменная, 
С – переменная 
t
2
 t  t
1 
Ф=2 (Ж,) 
С = 2-2+1=1 
t – переменная, 
С – сonst
t = t
2 
Ф=3 (Ж,,) 
С = 2-3+1=0 
t – сonst, 
С - сonst
t
3 
 t  t
2 
Ф=2(,) С = 2-2+1=1 
t – переменная, 
С – сonst 
t
4 
 t  t
3
Ф=1() 
С = 2-1+1=2 
t – переменная, 
С – сonst 
t = t
4
Ф=3(,,) 
С = 2-3+1=0 
t – сonst, 
С – сonst 

---

t  t
4
Ф=2(,)
С = 2-2+1=1 
t – переменная, 
С – сonst 
2.2. С учетом полученных при расчетах данных о температурах представляется схема кривой 
охлаждения сплава Х
1
(рис. 49, б). 
2.3. Запишем фазовые превращения, происходящие при медленном охлаждении сплава Х
1, 
с 
указанием температур превращений и соответствующих концентраций фаз: 
с
Ж
к
в
Ж
Ж
А
t
Е
К
t
t
Р
t
Р
В
t
t
р





 





 







4
3
2
,
2
/
2
1
3
...
...
3
...
...
1
...
...
1
2.4. Количество жидкой и  - твердой фаз в точке В: 
,%;
100
7
6
6
8




Ж
Q
,%
100
7
6
7
8





Q
Количество  и  фаз в точке 5: 
,%;
100
10
9
10
5





Q
,%
100
10
9
5
9





Q
Работа № 2 
 
Анализ фазовых превращений в железоуглеродистых сплавах 
 
Задание: 
Выполнить анализ фазовых превращений, происходящих при медленном охлаждении из области 
жидкого раствора до комнатной температуры в сплаве состава Х
1 
= 4,6 % системы железо – углерод. 
Решение: 
1. Вычерчиваем диаграмму состояния железо – углерод 
Рис. Диаграмма фазового равновесия железо-углерод 

---

2. Анализ фазовых превращений. 
2.1. Подсчитаем число степеней свободы С для сплава Х
1
при различных температурах по правилу 
фаз. 
Число компонентов К=2 (железо, углерод). Число фаз Ф и степеней свободы С при различных 
температурах: 
t  t
1
Ф = 1 (Ж)
С=2-1+1=2 
t – переменная, С – переменная. 
t
2
 t t
1
Ф = 2 (Ж, Ц
1
) 
С=2-2+1=1 
t – переменная, С – const. 
t = t
2
Ф = 3 (Ж, А, Ц) 
С=2-3+1=0 
t – const, С – const. 
t
4
 t t
2
Ф = 2 (А, Ц) 
С=2-2+1=1 
t – переменная, С – const. 
t = t
4
Ф = 3 (А, Ф, Ц) 
С=2-3+1=0 
t – const, С – const. 
t  t
4
Ф = 2 (Ф, Ц) 
С=2-2+1=1 
t – переменная, С – const. 
2.2. С учетом полученных при расчетах данных о температурах представляется схема кривой 
охлаждения сплава Х
1
(рис. 51). 
Рис. 51. Кривая охлаждения сплава Х
1
2.3. Запишем фазовые превращения, происходящие при медленном охлаждении сплава Х
1
, с 
указанием температур превращений и соответствующих концентраций фаз: 
L
R
t
t
Q
Р
К
Р
t
S
К
F
t
t
S
Е
F
Е
t
F
t
t
с
Ц
Ф
Ц
Ф
А
Ц
А
Ц
A
Жc
Ц
Ж
...
...
...
...
...
...
...
1
...
...
1
10
4
4
3
2
2
/
2
1

 





 





 

2.4. Количественные расчеты для сплава Х
1
по правилу отрезков: 
В точке 12: В точке 3: В точке 5:
%
100
11
10
12
10
%
100
11
10
11
12








Ц
Ж
Q
Q
%
100
7
6
3
6
%
100
7
6
7
3








Ц
А
Q
Q

---

---

 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, 
умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы 
формирования компетенций.
Для контроля знаний студентов по данной дисциплине необходимо проводить 
текущий и промежуточный контроль. Текущий контроль выполняется в виде приема 
допусков и защит практических и индивидуальных работ, устного опроса на лекциях и 
практических занятиях. Промежуточный контроль проводится в виде зачета, на котором 
обсуждаются теоретические вопросы курса. Практическая часть зачитывается по 
результатам работ, выполненным в семестре, на основе балльно-рейтинговой системы.
При рейтинговой системе все знания, умения и навыки, приобретаемые студентами в 
результате изучения дисциплины, оцениваются в баллах.
Оценка качества работы в рейтинговой системе является накопительной и 
используется для оценивания системной работы студентов в течение всего периода 
обучения. Максимально-возможная сумма баллов по всем видам заданий приравнивается 
100 %. При этом также учитывается посещаемость занятий – 0,5 балла за посещение 
одного занятия продолжительностью 1 академический час, при этом максимальный балл 
за посещаемость равен 17. Каждое практическое задание оценивается в зависимости от 
сложности от 1 до 10 баллов. Окончательно задания формируются перед началом 
семестра преподавателем в зависимости от тем НИР студентов. Максимальный балл за 
каждый вид задания определяется преподавателем в зависимости от уровня сложности 
задания в начале семестра, проставляется в журнале успеваемости и доводится до 
сведения студентов. 
Чтобы быть допущенным к зачету, студент обязан проделать и сдать все 
практические и лабораторные работы. Работы, пропущенные без уважительной причины, 
а также работы, не защищенные студентом в течение 2х недель после проведения 
практической части, оцениваются преподавателем с понижающим коэффициентом 0,5. 
Преподаватель может использовать «штрафы» в в де уменьшения набранных 
баллов за пропуск лекционных занятий, за нарушение сроков выполнения учебной 
работы, за систематический отказ отвечать на семинарских занятиях и т.д. 
Результаты 
работы 
студентов 
фиксируются 
преподавателем 
в 
журнале 
успеваемости. В течение семестра проводится 2 промежуточные аттестации, о результатах 
которых преподаватель сообщает студенту, куратору группы и заведующему кафедры. 
Если к моменту окончания семестра студент набирает не менее 55 % от 
максимально возможной суммы баллов, то он получает допуск к зачету.
Студент, сдающий зачет, получает отметку «Зачтено» при выполнении более 
половины заданий зачетного билета. Баллы за зачетное задание студент не получает. 
Если к началу зачетной недели набранное студентом суммарное количество баллов 
с учетом дополнительных, составляет менее 55 % от максимальной суммы баллов, он 
не допускается к сдаче зачета. Такие студенты могут довести свой балл до необходимой 
суммы в течение последней (зачетной) недели семестра, написав контрольную работу по 
теме, за которую студент получил наименьшее количество баллов. Выполненные 
практические задания на зачетной неделе не принимаются. 

---