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耐火材料常见测定力学性能及含义

发布时间:2016-07-26 10:39:49 点击量:686
      耐火材料经常测定的力学性能有:抗拉强度、耐压强度、抗折强度、抗冲击强度、粘结强度、抗冲刷能力、耐磨性、弹性模量、抗扭转强度和高温蠕变性等。

      抗拉强度(抗张强度)指单位面积材料受到张应力(拉伸负荷)的作用而破坏时的极限应力,以试样单位横截面上所承受的负荷来表示。只有对承受拉应力作用的耐火材料测定抗拉强度才有意义。测定抗拉强度目前尚未制定标准。在研究工作中需要测定这项性能时,通常借鉴陶瓷材料的“8”字体法。

      抗冲击强度指抵抗冲击破坏的能力。有的耐火材料在使用过程中会受到物体的冲撞,例如转炉装料侧的内衬材料,在使用过程中受到废钢的冲击是其损坏的重要原因。常用高温抗折强度来间接判断其抗冲击性能的优劣。也可以参照陶瓷材料的冲锤法或铸石的耐冲击性法测定抗冲击强度。

      抗冲刷能力:大部分耐火材料在使用中要经受熔融金属、熔渣以及燃烧气流的冲刷,温度越高,对耐火材料的冲刷越严重,这是耐火材料损坏的重要原因之一。因为冲刷作用往往与摩擦、化学反应交织在一起,引起破坏的原因很复杂。直接测定耐火材料的抗冲刷能力非常困难,通常用抗折强度、耐压强度等性能来间接判断耐火材料的抗冲刷能力。

      耐磨性:材料抵抗摩擦蚀损的能力。相当多的耐火材料在使用时受到运动着的固体物料摩擦而蚀损,例如高炉内衬、煅烧耐火材料熟料等用的竖窑和回转窑内衬等。耐磨性高低与构成耐火材料组分的颗粒硬度有直接关系,颗粒间粘结强度、砖体气孔率高低也影响耐磨性;同样材质,随着温度的升高耐磨性下降。

      耐火材料耐磨性通常用美国ASTMC704测定,其要点是将试样的平面垂直对着喷嘴,用448kPa压力的空气,将1000g粒状碳化硅从喷嘴中喷到试样上,测量试样上磨损的体积,以cm3表示。在科研工作中,亦有采用往复摩擦法进行高温耐磨性试验的。不具备直接测量耐磨性试验条件时,则用高温抗折强度等其它力学性能间接判断耐磨性。

      抗扭转强度:由扭矩作用使单位面积材料遭到破坏的极限应力。有意义的是测量耐火材料在高温下的抗扭转强度,方法要点是将制品制成长条状试样放在卧式高温炉中,两端置于炉外,一端固定,另一端施加力矩作用,将炉温升高至一定温度和保温一定时间,试样开始扭曲变形,当应力超过一定极限时,试样发生断裂,记录施加的力值,计算出单位面积上的极限剪应力。

      展望随着科学技术的进步和高温工业的发展,人们对耐火材料力学性能的认识将越来越深,要求越来越高,不断有新的力学性能项目来表达耐火材料的质量和耐用性。因此,要求测定耐火材料的力学性能项目会越来越多。

      例如,耐火纤维材料将要求测定纤维强度和制定测试方法;面临着愈加严酷的使用条件,耐火材料的抗冲刷性、耐磨性等会成为某些耐火材料的重要性能,因而将要求逐渐创立科学的表达方法和测试标准。