耐火材料力學性能對質(zhì)量和耐用性的影響
瀏覽次數(shù)：1152 發(fā)布日期：2017年5月3日
耐火材料所承受的外力很復雜，既有瞬間應力又有持久應力，而以持久應力為主。產(chǎn)生應力的因素有壓縮、拉伸、彎曲、剪切、沖刷、撞擊、摩擦等。耐火材料的力學性能主要取決于其組織結(jié)構(gòu)和化學一礦物組成。強度的高低與構(gòu)成材料的晶相、液相的種類、數(shù)量、晶粒尺寸以及與氣孔的分布、排列情況有著很為密切的關(guān)系。氣孔部位強度弱，它的周圍往往又是應力集中的位置，材料的破壞往往從氣孔周圍開始。在同類材料中，以組織均勻致密，晶相發(fā)育良好、晶粒和氣孔孔徑細小者機械強度較高，為此，必須嚴格控制生產(chǎn)工藝條件。
隨著科學技術(shù)的進步和高溫工業(yè)的發(fā)展，人們對耐火材料力學性能的認識將越來越深，要求越來越高，不斷有新的力學性能項目來表達耐火材料的質(zhì)量和耐用性。因此，要求測定耐火材料的力學性能項目會越來越多。例如，耐火纖維材料將要求測定纖維強度和制定測試方法；面臨著愈加嚴酷的使用條件，耐火材料的抗沖刷性、耐磨性等會成為某些耐火材料的重要性能，因而將要求逐漸創(chuàng)立科學的表達方法和測試標準。除去外力作用外，耐火材料在溫度變化時還會因體積變化產(chǎn)生內(nèi)應力。在使用過程中接觸液態(tài)金屬和熔渣以及廢氣等會引起材料自身成分、相組成和結(jié)構(gòu)的變化，亦會影響制品的機械性能。耐火材料經(jīng)常測定的力學性能有：
抗扭轉(zhuǎn)強度：由扭矩作用使單位面積材料遭到破壞的很限應力。較有意義的是測量耐火材料在高溫下的抗扭轉(zhuǎn)強度，方法要點是：將制品制成長條狀試樣放在臥式高溫爐中，兩端置于爐外，一端固定，另一端施加力矩作用，將爐溫升高至一定溫度和保溫一定時間，試樣開始扭曲變形，當應力很過一定很限時，試樣發(fā)生斷裂，記錄施加的力值，計算出單位面積上的很限剪應力。
抗拉強度(抗張強度)：指單位面積材料受到張應力(拉伸負荷)的作用而破壞時的很限應力，以試樣單位橫截面上所承受的負荷來表示。只有對承受拉應力作用的耐火材料測定抗拉強度才有意義。測定抗拉強度目前尚未制定標準。在研究工作中需要測定這項性能時，通常借鑒陶瓷材料的“8”字體法。
抗沖刷能力：大部分耐火材料在使用中要經(jīng)受熔融金屬、熔渣以及燃燒氣流的沖刷，溫度越高，對耐火材料的沖刷越嚴重，這是耐火材料損壞的重要原因之一。因為沖刷作用往往與摩擦、化學反應交織在一起，引起破壞的原因很復雜。直接測定耐火材料的抗沖刷能力非常困難，通常用抗折強度、耐壓強度等性能來間接判斷耐火材料的抗沖刷能力。
抗沖擊強度：抵抗沖擊破壞的能力。有的耐火材料在使用過程中會受到物體的沖撞，例如轉(zhuǎn)爐裝料側(cè)的內(nèi)襯材料，在使用過程中受到廢鋼的沖擊，是其損壞的重要原因。常用高溫抗折強度來間接判斷其抗沖擊性能的優(yōu)劣。也可以參照陶瓷材料的沖錘法或鑄石的耐沖擊性法測定抗沖擊強度。
耐磨性：材料抵抗摩擦蝕損的能力。相當多的耐火材料在使用時受到運動著的固體物料摩擦而蝕損，例如高爐內(nèi)襯、煅燒耐火材料熟料等用的豎窯和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯等。耐磨性高低與構(gòu)成耐火材料組分的顆粒硬度有直接關(guān)系，顆粒間粘結(jié)強度、磚體氣孔率高低也影響耐磨性；同樣材質(zhì)，隨著溫度的升高耐磨性下降。
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