王東，趙維平，崔永鳳，朱榮華

（國家陶瓷與耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，山東淄博 255063）

經(jīng)驗(yàn)交流

耐火材料荷重軟化溫度測試方法比較

王東，趙維平，崔永鳳，朱榮華

（國家陶瓷與耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，山東淄博 255063）

對(duì)測試耐火材料荷重軟化溫度所采用的示差升溫法和非示差升溫法進(jìn)行比較，通過分析可知產(chǎn)生差異主要是由測溫?zé)犭娕及惭b位置和加荷系統(tǒng)在加熱過程中產(chǎn)生變形造成。通過比較發(fā)現(xiàn)，使用示差升溫法測定耐火材料荷重軟化溫度得到的結(jié)果比非示差升溫法測定結(jié)果低。

耐火材料；荷重軟化溫度；測試方法

1 前言

耐火材料的荷重軟化溫度是指材料在承受恒定壓負(fù)荷并以一定升溫速率加熱時(shí)產(chǎn)生變形的溫度，它表示了耐火材料同時(shí)抵抗高溫和荷重兩方面作用的能力，是衡量耐火材料質(zhì)量的重要指標(biāo)。目前，我國采用兩種方法測試耐火材料的這一性能：示差升溫法《GB/T 5989—2008耐火材料荷重軟化溫度試驗(yàn)方法示差升溫法》和非示差升溫法《YB/T 370—1995耐火制品荷重軟化溫度試驗(yàn)方法非示差升溫法》。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)同一種耐火材料使用這兩種方法分別進(jìn)行檢測時(shí)，得到的荷重軟化溫度也不同，在考核耐火材料性能時(shí)容易產(chǎn)生歧義。本研究將對(duì)這兩種方法進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生這種差異的原因。

2 兩種測試方法

2.1 示差升溫法

將試樣在規(guī)定的載荷和升溫速率下加熱，測定在產(chǎn)生規(guī)定變形量時(shí)的相應(yīng)溫度。從圖1可以看出，測試裝置通過上端的壓棒對(duì)試樣施加載荷，試樣的形變通過支撐棒中心的位移傳感器來測量，測溫?zé)犭娕佳b在剛玉內(nèi)管里面。此方法采用的試樣為中心帶通孔的圓柱體，直徑Φ50 mm±0.5 mm，高度（50±0.5）mm，中心通孔直徑Φ12～Φ13 mm，并與圓柱體同軸。

2.2 非示差升溫法

在恒定的荷重和升溫速率作用下，試樣發(fā)生變形，測定其規(guī)定變形程度的相應(yīng)溫度。從圖2可以看出，測試裝置通過上端的加壓棒對(duì)試樣施加載荷，試樣的形變通過裝置頂端的位移傳感器來測量，測溫裝置采用一端封閉的B型熱電偶，測溫端在試樣高度的一半處，且盡可能接近試樣表面，但不接觸試樣。此方法采用圓柱體試樣，直徑為Φ36 mm±0.5 mm，高度為（50±0.5）mm。

圖1 示差升溫法測試結(jié)構(gòu)

圖2 非示差升溫法測試結(jié)構(gòu)

3 兩種測試方法比較

選取粘土磚、高鋁磚、鎂磚、硅磚為試驗(yàn)樣品，用兩種方法分別進(jìn)行荷重軟化開始溫度的檢測。

3.1 儀器設(shè)備

示差升溫法測試采用HRY-03高溫荷軟蠕變測試儀，非示差升溫法測試采用HRY-02高溫荷軟測試儀，制樣采用SMMY-01雙面磨樣機(jī)。

3.2 制樣方法

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7321—2004規(guī)定定形耐火制品試樣制備方法制取試樣，每種耐火材料選取一塊試樣，均從每塊磚的對(duì)角線方向鉆取兩個(gè)試驗(yàn)樣品。保證試樣的高度方向?yàn)橹破烦尚蜁r(shí)的加壓方向，試樣兩底面的平整度和平行度均≯0.2 mm。示差升溫法試樣為中心帶通孔的圓柱體，直徑為Φ50 mm，高度為50 mm，中心通孔直徑Φ12 mm；非示差升溫法試樣為圓柱體，直徑Φ36 mm，高度50 mm。

3.3 測試結(jié)果

對(duì)材料施加0.2 MPa的壓力，分別運(yùn)用兩種方法測試荷重軟化開始溫度，升溫制度按以下規(guī)定進(jìn)行：≤1 000℃時(shí)，升溫速率為10℃/min；＞1 000℃時(shí)，升溫速率為5℃/min，直至試驗(yàn)結(jié)束。試樣變形量為0.6%時(shí)，記錄結(jié)果。測得材料的荷重軟化溫度性能結(jié)果見表1。

表1 荷重軟化溫度測試結(jié)果對(duì)比℃

3.4 結(jié)果分析

從表1可以看出，盡管不同耐火材料的0.2 MPa荷重軟化溫度不同，但是針對(duì)同一種材料，示差升溫法測試的荷重軟化溫度結(jié)果比非示差升溫法測試的要低，出現(xiàn)這種差異主要由以下因素造成。

非示差升溫法的測溫裝置采用一端封閉的B型熱電偶，測溫端在試樣高度的一半處，且在試樣外表面。示差升溫法使用的測溫?zé)犭娕嘉挥谠嚇觾?nèi)部的幾何中心，更能反映材料的真實(shí)情況。

運(yùn)用示差升溫法進(jìn)行測試，根據(jù)GB/T 5989—2008的規(guī)定，該方法采用一套示差機(jī)構(gòu)，將整個(gè)加荷系統(tǒng)的變形量因素考慮在內(nèi)，而且在最后的結(jié)果中扣除，因此測得的結(jié)果是試樣本身的變形量。而采用非示差升溫法，這類設(shè)備沒有示差機(jī)構(gòu)來消除加荷系統(tǒng)變形帶來的影響，因此最后的測試結(jié)果是試樣和加荷系統(tǒng)變形的總和［1］。

4 結(jié)語

綜上所述，示差升溫法測試的荷重軟化溫度結(jié)果比非示差升溫法測試的結(jié)果要低。耐火材料研究機(jī)構(gòu)和使用單位在對(duì)荷重軟化溫度這一指標(biāo)進(jìn)行研究時(shí)，一定要注意選擇合適的方法，避免因測試方法不同而引起爭議。

［1］李紅霞.耐火材料手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

TQ175.1

B

1004-4620（2015）01-0074-02

2014-11-28

王東，男，1982年生，2008年畢業(yè)于中國海洋大學(xué)材料物理與化學(xué)專業(yè)，碩士。現(xiàn)為國家陶瓷與耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心工程師，從事陶瓷與耐火材料產(chǎn)品檢測及研究工作。