高溫蠕變性是指制品在高溫下受應力作用隨著時間變化而發生的等溫形變。因施加外力的不同,高溫蠕變性可分為高溫壓縮蠕變、高溫拉伸蠕變、高溫彎曲蠕變和髙溫扭轉蠕變等。其中常用的是高溫壓縮蠕變。
無論何種形式的蠕變,都是變形量與溫度、應力和時間的函數關系。在應力和溫度不變的情況下,根據對變形一時間關系曲線的分析,耐火材料的蠕變可分為3個階段,即減速蠕變(初期蠕變)、勻速蠕變(黏性蠕變、穩態蠕變)和加速蠕變。
耐火材料的高溫蠕變性除與其化學礦物組成、顯微結構有關外,還與使用過程中的外界因素有關,如使用溫度、壓力、氣氛,使用過程中煙塵、熔融金屬、熔渣等對耐火材料的侵蝕等。
為了改善耐火材料的蠕變性,重要的是改善其化學礦物組成及顯微結構。可采取提高原料的純度,制定合理顆粒級配,加大成型壓力,適當提高燒成溫度、延長保溫時間等措施。通過測定耐火材料的蠕變,可以研究耐火材料在高溫下由于應力作用而產生的組織結構的變化,檢驗制品的質量和評價生產工藝。
此外,通過測定耐火制品在不同溫度和荷重下的蠕變曲線,可以了解制品發生蠕變的最低溫度不同溫度下的蠕變速率和高溫應力下的變形特征,從而為窯爐設計時,預測耐火制品在實際應用中承受負荷的變化,評價制品的使用性能提供依據國家標準GB/T5073—2005規定了耐火制品壓蠕變的試驗方法。其原理是,在恒壓下,以一定的升溫速率,加熱規定尺寸的試樣,在指定的試驗溫度下恒溫,記錄試樣隨時間變化而產生的高度方向上的變形量以及相對于試樣原始高度的變化百分率。
