

耐火材料的力學性質是指材料在不同溫度下的強度。彈性和塑性性質。這類性質表征材料在不同溫度下抵抗因外力作用的各種形變和應力而不破壞的能力。
在使用中,耐火材料要承受砌體的重量,避免搬運和運輸中的破損,抵抗機械沖擊和物料的磨蝕等,要求它有較高的常溫強度。制品的常溫強度不僅與制品的物相以及結構有著密切關系,而且也與許多工藝制造因素(如撇了得顆粒組成、成型方法和燒成溫度等)有關。因此,也可作為判斷生產工藝操作是否穩(wěn)定、正常的指標。
一,常溫力學性質
1,常溫耐壓強度 ??它是指常溫下耐火材料在單位面積上所承受的最大壓力,如超過此值,材料被破壞。以公斤/厘米2表示。如A表示試樣受壓的總面積,以P表示壓碎試樣所需的極限壓力,則有:
常溫耐壓強度 = P/A,公斤/厘米2
2,抗拉、抗折和扭轉強度 ??耐火材料在使用時,除受壓應力外,還受拉應力,彎曲應力和剪應力的作用。為了評定耐火材料的抗拉、抗折和扭轉強度的實際大小,必須測定在相應操作溫度下的數(shù)? ?值。耐火制品的抗拉強度和抗折強度的主要影響因素是其組織結構,細顆粒結構有利于這些指標的提高。
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3,耐磨性 ??耐火材料抵抗堅硬物料或氣體(如含有固體顆粒的)磨損作用(研磨。摩擦。沖擊力作用)的能力,在許多情況下也決定著他的是使用壽命。耐火材料的耐磨性不僅取決于制品的密度,強度,而且也取決于制品的礦物組成。組織結構和材料顆粒結合的牢固性。常溫耐壓強度高,氣孔率低,組織結構致密均勻,燒結良好的制品總是有良好的耐磨性。
注: 一般都不對耐火材料進行耐磨性測定,也無統(tǒng)一規(guī)定的標準測定方法。
二,高溫力學性質
1,高溫耐壓強度 ?高溫耐壓強度是材料在高溫下單位截面所能承受的極限壓力。單位是公斤/厘米2。
耐火材料的高溫耐壓強度如圖1-10所示。隨著溫度升高,大多數(shù)耐火制品的強度增大,其中粘土制品和高鋁制品特別顯著,在1000~1200℃時達到最大值。
2,高溫抗折強度 ?高溫抗折強度是指材料在高溫下單位截面所能承受的極限彎曲應力。它表征材料在高溫下抵抗彎矩的能力。耐火材料的高溫抗折強度指標,主要取決于制品的化學礦物組成。組織結構和生產工藝。材料中的熔劑物質和燒成溫度對制品的高溫抗折強度有顯著影響。
3,高溫扭轉強度 ??砌筑窯爐的耐火制品,在加熱或冷卻時,承受著復雜的剪應力,因而制品的高溫扭轉強度是重要的指標。高溫扭轉強度是耐火材料的高溫力學性能之一,它表征材料在高溫下抵抗剪應力的能力。
4,高溫蠕變性 ??當材料在高溫下承受小于其極限強度的某一恒定荷重時,產生塑性變形,變形量會隨時間的增長而逐漸增加,甚至會使材料破壞,這種現(xiàn)象叫做蠕變。因此對于處于高溫下的材? ? ? 料,就不能孤立地考慮其強度,而應將溫度和時間的因素與強度同時考慮。
在設計高溫窯爐時,根據(jù)耐火材料的荷重軟化試驗和殘存收縮率,在一定程度上可以推測耐火材料的高溫體積穩(wěn)定性,但對認識制品在長期高溫負荷條件下工作的體積穩(wěn)定性還是不充分的,因? ? ? ?此檢驗其高溫蠕變性,了解它在高溫負荷長時間下的變形特性是十分必要的。
耐火材料的高溫蠕變性系指材料在恒定的高溫和一定荷重作用下,產生的變形和時間的關系。
一般認為影響高溫蠕變的因素有:
- 使用條件,如溫度和荷重、時間等
- 材質,如化學組成(特別是低熔性微量成分含量的多少)和礦物組成(是單相還是多相,特別是玻璃相的組成和數(shù)量)
- 顯微組織結構(氣孔率、晶粒大小、形狀和分布狀態(tài)的不同)
如果耐火材料的材質確定,那么溫度、荷重和時間是影響蠕變的主要因素。這些因素對蠕變速率的影響隨耐火材料的材質和使用條件而異。