耐火材料的荷重软化温度是指材料在承受恒定压负荷并以一定升温速率加热条件下产生变形的温度。它表示了耐火材料同时抵抗高温和荷重两方面作用的能力,在一定程度上表明制品在其使用条件相仿情况下的结构强度。
影响耐火材料荷重软化温度的内在因素是材料的化学、矿物组成和显微结构,具体包括以下几点:
(1)构成材料的主晶相、次晶相及基质的种类与特性,各物相间的结合情况。若晶相和基质的高温性能好,耐高温结晶相形成网络骨架,结合紧密,材料的荷重软化温度就越高
(2)晶相和基质的数量,高温下材料内形成液相的数量及黏度。材料内晶相多,高温下形成液相的数量少、黏度大,材料的荷重软化温度就越高。
(3)晶相与液相的相互作用情况。
通常,耐火材料的荷重软化温度与其气孔率有着较明显的关系,一般致密、气孔率低的材料开始变形温度较高。
影响耐火材料荷重软化温度的工艺因素是原料的纯度、配料的组成及制品的烧成温度。因此,通过提高原料的纯度以减少低熔物或熔剂的含量(如减少黏土砖中的Na2O,硅砖中的Al2O3,镁砖中的SiO2和CaO),配料时添加某种成分以优化制品的结合相,调整颗粒级配及增加成型压力以提高砖坯密度,适当提高烧成温度及延长保温时间以提高材料的烧结程度及促表进各晶相晶体长大和良好结合,可以显著提高制品的荷重软化温度。
测定耐火制品荷重软化温度的方法有示差升温法和非示差-升温法两种。国际标准(ISO1893:1989)和中国国家标准
(GB/T598-1998)规定用示差一升温法测定耐火制品的荷重软化温度。其原理是:在规定的恒定压负荷和升温速率下加热圆柱体试样,直到试样产生规定的压缩形变,记录升温时试样的形变,测定在产生规定形变量时的相应温度。试验条件如下:所用试样为带中心孔的圆柱体,直径50mm、高50mm,中心孔径1213mm;施加在试样上的载荷分别为0.2MPa(致密定形耐火制品)和0.05MPa(隔热定形耐火制品);升温速率一般为4.5~5.5℃/min(超过500℃时可为10℃/min)。分别报告自试样膨胀最高点压缩试样原始高度的变形为0.5%、1.0%、2.0%、和5.0%的温度,即相对应荷重软化T0.5、T1、T2和T5的温度。
黑色冶金行业标准YB/T370—1995规定用非示差-升温法测定烧成耐火制品的荷重软化温度。值得注意的是,由于测定时所加荷载和升温速率的不同,即便是同一种材料,其荷重软化温度也会不同。因此,比较不同材料的荷重软化温度,应确认是在同一种测试条件下进行的
