耐火材料的荷重軟化溫度是指材料在承受恒定壓負荷并以一定升溫速率加熱條件下產生變形的溫度。它表示了耐火材料同時抵抗高溫和荷重兩方面作用的能力,在一定程度上表明制品在其使用條件相仿情況下的結構強度。
影響耐火材料荷重軟化溫度的內在因素是材料的化學、礦物組成和顯微結構,具體包括以下幾點:
(1)構成材料的主晶相、次晶相及基質的種類與特性,各物相間的結合情況。若晶相和基質的高溫性能好,耐高溫結晶相形成網絡骨架,結合緊密,材料的荷重軟化溫度就越高
(2)晶相和基質的數量,高溫下材料內形成液相的數量及黏度。材料內晶相多,高溫下形成液相的數量少、黏度大,材料的荷重軟化溫度就越高。
(3)晶相與液相的相互作用情況。
通常,耐火材料的荷重軟化溫度與其氣孔率有著較明顯的關系,一般致密、氣孔率低的材料開始變形溫度較高。
影響耐火材料荷重軟化溫度的工藝因素是原料的純度、配料的組成及制品的燒成溫度。因此,通過提高原料的純度以減少低熔物或熔劑的含量(如減少黏土磚中的Na2O,硅磚中的Al2O3,鎂磚中的SiO2和CaO),配料時添加某種成分以優化制品的結合相,調整顆粒級配及增加成型壓力以提高磚坯密度,適當提高燒成溫度及延長保溫時間以提高材料的燒結程度及促表進各晶相晶體長大和良好結合,可以顯著提高制品的荷重軟化溫度。
測定耐火制品荷重軟化溫度的方法有示差升溫法和非示差-升溫法兩種。國際標準(ISO1893:1989)和中國國家標準
(GB/T598-1998)規定用示差一升溫法測定耐火制品的荷重軟化溫度。其原理是:在規定的恒定壓負荷和升溫速率下加熱圓柱體試樣,直到試樣產生規定的壓縮形變,記錄升溫時試樣的形變,測定在產生規定形變量時的相應溫度。試驗條件如下:所用試樣為帶中心孔的圓柱體,直徑50mm、高50mm,中心孔徑1213mm;施加在試樣上的載荷分別為0.2MPa(致密定形耐火制品)和0.05MPa(隔熱定形耐火制品);升溫速率一般為4.5~5.5℃/min(超過500℃時可為10℃/min)。分別報告自試樣膨脹最高點壓縮試樣原始高度的變形為0.5%、1.0%、2.0%、和5.0%的溫度,即相對應荷重軟化T0.5、T1、T2和T5的溫度。
黑色冶金行業標準YB/T370—1995規定用非示差-升溫法測定燒成耐火制品的荷重軟化溫度。值得注意的是,由于測定時所加荷載和升溫速率的不同,即便是同一種材料,其荷重軟化溫度也會不同。因此,比較不同材料的荷重軟化溫度,應確認是在同一種測試條件下進行的
