耐火材料的力学性能

耐火材料是构筑工业炉内衬的结构材料。在长期使用过程中，该材料经受着温度和外力的双重作用，相应地会产生各种应力和变化。耐火材料抵抗这些应力、应变的性能，称为耐火材料的力学性能。工程上，评价耐火材料力学性能的技术指标主要有：常温力学强度、高温力学强度、荷重软化温度、高温蠕变、弹性

模量和耐磨性等。

(一)耐火材料的常温力学强度

耐火材料常温状态下抵抗外力作用而不破损的临界应力。通常用常温耐压强度、常温抗折强度和常温抗剪强度三项技术指标表示。

1，常温耐压强度

2，常温抗折强度

抗折强度

3，常温抗剪强度

耐火材料在常温状态下抗剪切作用的临界剪应力。除某些耐火泥疆外，一般不进行该项指示测定。

(二)耐火材料的高温力学强度

1，高温耐压强度，耐火材料高温状态下的临界压应力(单位MPa)，其计算式于常温耐压强度相同。

2，高温抗折强度，耐火材料高温状态下的抵抗弯矩作用时的临界弯曲应力(单位MPa)其计算式于常温耐抗折度相同。

3，高温抗剪强度，耐火材料在高温状态下抵抗剪切力作用时的临界剪应力(单位MPa)除某些耐火泥浆外，一般不进行该项指标测定。

(三)耐火材料的荷重软化温度

耐火材料在高温和恒定荷重作用下产生不同程度变形的对应温度，称为耐火材料荷重软化温度，又称荷重变化温度或简称荷重软化点。它反映了承受恒定荷重的耐火材料，在某一温度下的应变程度，是表征耐火材料高温结构强度的重要质量指标之*。耐火材料荷重软化温度可以采用升温法和保温法两种实验方法测得。影响耐火材料荷重软化温度的主要因素有：化学矿物组成和组织结构；晶相、液相的数量和相互间作用以及液相的粘度；宏观组织结构，如密度、气孔率等。一般而言，晶体呈网络状构造的耐火材料的荷重软化温度较高，呈孤岛状分布于液相中的构造的耐火材料，起荷重软化温度较低；材料中液相量较多或液相粘度较低时，其荷重软化温度较低；气孔率越高，荷重软化温度越低。

(四)高温蠕变性

耐火材料在高温下承受地狱其临界强度的恒定力的长期作用时产生变形，且变形量随时间的延续而不断增大，这种现象称为高温蠕变。因蠕变而导致材料损毁，称为蠕变断裂。耐火材料在恒定温度和力的长时间作用下，其变形量和时间之间的关系表征了材料的高温蠕变性。按施加里的种类不同，可分为高温压缩蠕变、高温拉伸蠕变、高温弯曲蠕变和高温扭转蠕变。我国目前主要采用高温压缩蠕变来表示耐火材料的高温蠕变性，即在规定的恒定温度和压力长时间作用下，材料的变形量与时间之间的关系曲线。也可以表示为蠕变速率，或者为了达到某一规定的变形量所需要的时间表示其高温蠕变性。典型的高温蠕变曲线见图3-3

高温蠕变曲线

(五)弹性模量

弹性模量

耐火材料弹性模量是表征耐火材料的结构特征和力学性能的重要参考。通常耐压强度和抗折强度较高的耐火材料，弹性模量亦较大，而耐火材料弹性模量与其耐磨性亦大致成正比关系。耐火材料弹性模量的测定方法主要有声频法和静荷重法。

(六)耐火材料的耐磨性

耐火材料抵抗固体物料、气体和熔体的机械冲刷、膜材作用的能力，称为耐火材料耐磨性，也称为耐磨损性。耐火材料耐磨性取决于材料中颗粒的硬度、颗粒间的结合强度和空隙存在的状况等。因此，组织结构致密均匀、气孔率低、硬度大、强度高的耐火材料通常具有良好的耐磨性，在实际应用中，也可格局这些性能判断、评定耐火材料的耐磨性优劣。如需要直接测定耐火材料耐磨性时，可采用研磨法和喷砂法。