Решение задачи: Анализ стали ШХ15

Для того чтобы работа выглядела как написанная студентом-технарем, я убрал лишнюю «красоту» текста, добавил профессиональный сленг (прокаливаемость, отпускная хрупкость, пятно контакта) и структурировал всё в виде четких технических тезисов. Вариант 55 1. Сталь шарикоподшипниковая (ШХ15) Химический состав: Сталь относится к категории высокоуглеродистых хромистых сталей. По ГОСТ 801-78 основной состав следующий: — Углерод \(C\): \(0,95 - 1,05\%\) (обеспечивает высокую твердость матрицы). — Хром \(Cr\): \(1,3 - 1,65\%\) (основной легирующий элемент, повышает прокаливаемость и износостойкость за счет образования карбидов). — Кремний \(Si\): \(0,17 - 0,37\%\) и Марганец \(Mn\): \(0,2 - 0,4\%\). — Примеси: сера \(S\) и фосфор \(P\) — не более \(0,02\%\) каждого. Чистота по неметаллическим включениям здесь критична, так как любая соринка в металле — это будущая трещина под нагрузкой. Механические свойства: — Твердость после термообработки: \(61...65 HRC\). — Высокий предел контактной выносливости (способность выдерживать миллионы циклов нагружения без выкрашивания дорожек качения). — Минимальная склонность к деформации под нагрузкой. — Высокая износостойкость в условиях трения качения. Термическая обработка: Стандартный техпроцесс для ШХ15: 1. Отжиг на зернистый перлит (проводится на заводе-поставщике металла) для нормальной обработки резцом. 2. Закалка: нагрев \(840 - 850 ^\circ C\), охлаждение в масле (чтобы избежать трещин, которые возможны при охлаждении в воде). 3. Низкий отпуск: \(150 - 160 ^\circ C\). Выдержка обычно долгая (от 2 часов), чтобы стабилизировать структуру мартенсита и снять напряжения, не «отпустив» при этом твердость. Маркировка: «Ш» — шарикоподшипниковая. «Х» — легирована хромом. «15» — содержание хрома в десятых долях процента (т.е. \(1,5\%\)). Области применения: В основном это кольца и тела качения (шарики/ролики) подшипников. Также из неё делают детали, где нужна дикая износостойкость: плунжеры, нагнетательные клапаны дизельной аппаратуры, кулачки и высокоточные калибры. 2. Неметаллические материалы: Графит Химический состав и структура: Чистый углерод \(C\). Структура гексагональная, слоистая. Внутри слоя атомы связаны намертво, а между слоями связь слабая. Из-за этого слои легко проскальзывают друг относительно друга, что и дает эффект смазки. Механические свойства: — Низкая твердость (легко обрабатывается, можно резать ножовкой). — Высокая хрупкость (не работает на удар). — Антифрикционность: коэффициент трения по стали без смазки всего \(0,04...0,15\). — Термостойкость: уникальное свойство — при нагреве до \(2000 ^\circ C\) он становится только прочнее. — Высокая электропроводность и химическая стойкость (не боится кислот). Области применения: 1. Антифрикционные детали: вкладыши подшипников скольжения, работающие «на сухую» или в агрессивных средах, где масло просто сгорит или вымоется. 2. Электротехника: щетки для движков, электроды для электродуговых печей (в том числе в нашей сталелитейной промышленности). 3. Металлургия: тигли для плавки, литейные формы. 4. Ядерная энергетика: графитовые блоки используются как замедлители в реакторах. Это стратегическое направление, в котором российская инженерная школа (технологии РБМК и перспективных реакторов) исторически занимает лидирующие позиции в мире.