耐火材料荷重软化温度测试方法比较

2015-01-02王东赵维平崔永凤朱荣华

山东冶金 2015年1期

关键词：测试方法软化测温

王东，赵维平，崔永凤，朱荣华

（国家陶瓷与耐火材料产品质量监督检验中心，山东淄博 255063）

经验交流

耐火材料荷重软化温度测试方法比较

王东，赵维平，崔永凤，朱荣华

（国家陶瓷与耐火材料产品质量监督检验中心，山东淄博 255063）

对测试耐火材料荷重软化温度所采用的示差升温法和非示差升温法进行比较，通过分析可知产生差异主要是由测温热电偶安装位置和加荷系统在加热过程中产生变形造成。通过比较发现，使用示差升温法测定耐火材料荷重软化温度得到的结果比非示差升温法测定结果低。

耐火材料；荷重软化温度；测试方法

1 前言

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时产生变形的温度，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，是衡量耐火材料质量的重要指标。目前，我国采用两种方法测试耐火材料的这一性能：示差升温法《GB/T 5989—2008耐火材料荷重软化温度试验方法示差升温法》和非示差升温法《YB/T 370—1995耐火制品荷重软化温度试验方法非示差升温法》。但是，在实际应用中，针对同一种耐火材料使用这两种方法分别进行检测时，得到的荷重软化温度也不同，在考核耐火材料性能时容易产生歧义。本研究将对这两种方法进行比较，分析产生这种差异的原因。

2 两种测试方法

2.1 示差升温法

将试样在规定的载荷和升温速率下加热，测定在产生规定变形量时的相应温度。从图1可以看出，测试装置通过上端的压棒对试样施加载荷，试样的形变通过支撑棒中心的位移传感器来测量，测温热电偶装在刚玉内管里面。此方法采用的试样为中心带通孔的圆柱体，直径Φ50 mm±0.5 mm，高度（50±0.5）mm，中心通孔直径Φ12～Φ13 mm，并与圆柱体同轴。

2.2 非示差升温法

在恒定的荷重和升温速率作用下，试样发生变形，测定其规定变形程度的相应温度。从图2可以看出，测试装置通过上端的加压棒对试样施加载荷，试样的形变通过装置顶端的位移传感器来测量，测温装置采用一端封闭的B型热电偶，测温端在试样高度的一半处，且尽可能接近试样表面，但不接触试样。此方法采用圆柱体试样，直径为Φ36 mm±0.5 mm，高度为（50±0.5）mm。

图1 示差升温法测试结构

图2 非示差升温法测试结构

3 两种测试方法比较

选取粘土砖、高铝砖、镁砖、硅砖为试验样品，用两种方法分别进行荷重软化开始温度的检测。

3.1 仪器设备

示差升温法测试采用HRY-03高温荷软蠕变测试仪，非示差升温法测试采用HRY-02高温荷软测试仪，制样采用SMMY-01双面磨样机。

3.2 制样方法

按照国家标准GB/T 7321—2004规定定形耐火制品试样制备方法制取试样，每种耐火材料选取一块试样，均从每块砖的对角线方向钻取两个试验样品。保证试样的高度方向为制品成型时的加压方向，试样两底面的平整度和平行度均≯0.2 mm。示差升温法试样为中心带通孔的圆柱体，直径为Φ50 mm，高度为50 mm，中心通孔直径Φ12 mm；非示差升温法试样为圆柱体，直径Φ36 mm，高度50 mm。

3.3 测试结果

对材料施加0.2 MPa的压力，分别运用两种方法测试荷重软化开始温度，升温制度按以下规定进行：≤1 000℃时，升温速率为10℃/min；＞1 000℃时，升温速率为5℃/min，直至试验结束。试样变形量为0.6%时，记录结果。测得材料的荷重软化温度性能结果见表1。

表1 荷重软化温度测试结果对比℃

3.4 结果分析

从表1可以看出，尽管不同耐火材料的0.2 MPa荷重软化温度不同，但是针对同一种材料，示差升温法测试的荷重软化温度结果比非示差升温法测试的要低，出现这种差异主要由以下因素造成。

非示差升温法的测温装置采用一端封闭的B型热电偶，测温端在试样高度的一半处，且在试样外表面。示差升温法使用的测温热电偶位于试样内部的几何中心，更能反映材料的真实情况。

运用示差升温法进行测试，根据GB/T 5989—2008的规定，该方法采用一套示差机构，将整个加荷系统的变形量因素考虑在内，而且在最后的结果中扣除，因此测得的结果是试样本身的变形量。而采用非示差升温法，这类设备没有示差机构来消除加荷系统变形带来的影响，因此最后的测试结果是试样和加荷系统变形的总和［1］。