Die mechanische Schlagfestigkeit von feuerfesten Materialien wird hauptsächlich durch die Biegefestigkeit bestimmt, während der Einfluss der Bruchzähigkeit gering ist. Mit anderen Worten, für die mechanische Stoßfestigkeit sind feuerfeste Materialien mit maximaler Biegefestigkeit der beste Weg, um die beste Betriebsleistung zu erzielen.
Unter der Bedingung einer langsamen Rissausbreitung wird die Thermoschockbeständigkeit von Materialien hauptsächlich durch die Biegefestigkeit und den linearen Ausdehnungskoeffizienten gesteuert. E-Modul und Brucharbeit Der Einfluss von wof spiegelt sich hauptsächlich in den Parametern wider. Der Parameter RST gibt die Parameter an, die sich auf einen stabilen Bruch beziehen. Aus Gleichung 3-20 ist ersichtlich, dass der lineare Ausdehnungskoeffizient von Feuerfestmaterial Je kleiner der Modul von E und E, desto größer die Brucharbeit. Je größer wof, desto größer der RST-Wert, desto größer die Temperaturdifferenz, die für die Rissausbreitung erforderlich ist, und die bessere Rissstabilität.
Die Biegefestigkeit und Parameter können verwendet werden, um die mechanische Stoßfestigkeit und die Temperaturwechselbeständigkeit von feuerfesten Materialien zu verbessern.
Solange die Biegefestigkeit und der Parametermittelwert des Feuerfestmaterials gesteuert und optimiert werden können, können auf diese Weise die mechanische Stoßfestigkeit (Rissbildung) und die Temperaturwechselbeständigkeit (Rissbildung und -ausbreitung) des Feuerfestmaterials optimiert werden. Daher kann sich das entsprechende feuerfeste Material an die oben diskutierten Betriebsbedingungen anpassen. Daher können die neuen Parameter in der folgenden Formel als Grundlage für die Auslegung von Feuerfestmaterialien verwendet werden:
Da der Einfluss der Verbesserung der Wärmeschockbeständigkeit von feuerfestem Material höher ist als der der mechanischen Stoßfestigkeit, sollte RST begrenzt werden.
Aus physikalischer Sicht wird davon ausgegangen, dass kurze Risse die Festigkeit verbessern können, während lange Risse die Steifigkeit verringern und beide Risse hohe Spannungen und Brüche bilden können. Daher können gemäß dem Rahmenwerk der Bruchmechanik in Kombination mit den strukturellen Eigenschaften von feuerfesten Materialien notwendige Prozesse angewendet werden, um die mechanische Schlagfestigkeit und die Temperaturwechselbeständigkeit von feuerfesten Materialien zu verbessern.
(1) Werkstoffe mit geringem Längenausdehnungskoeffizienten oder Rohstoffe mit bleibender Schwindung beim Brennen oder Gebrauch sind zur Reduzierung der thermischen Belastung auszuwählen.
(2) Durch Optimieren der Partikelverteilung und des Herstellungsprozesses kann die Porosität des feuerfesten Materials verringert und die Biegefestigkeit verbessert werden.
(3) Die beste Mikrostruktur ist so ausgelegt, dass sie die Rissausbreitung verhindert und die Rissausbreitungsleistung verbraucht, um den Rissmechanismus zu verbessern, hauptsächlich um den Riss zu drehen und den Riss zu teilen.
(4) Um den Riss zu wenden, müssen Zuschlagstoffe aller Größen verwendet werden. Die Verwendung von großformatigem, starkem Aggregat wird auch den Riss drehen und die Leistung des intergranularen Risses verbessern. Im Fall von transgranularen Risseigenschaften kann Sintern anstelle von Elektroschmelzaggregat den Rissausbreitungswiderstand verbessern, wodurch der Riss in das Aggregat umgewandelt wird.
(5) Um die Rissgabelung zu fördern, muss das Design des Matrixteils möglicherweise Materialien mit unterschiedlichen und/oder anisotropen linearen Ausdehnungskoeffizienten verwenden, um die Fehlanpassung der Wärmeausdehnung zu verbessern, die eine große Anzahl von Mikrorissen bilden kann. Es sollte jedoch ein optimales Gleichgewicht gesucht werden, um eine Koaleszenz von Mikrorissen zu vermeiden.
