[科普中国]-高温蠕变性

高温蠕变性1是指制品在高温下受应力作用随时间变化而变化的等温形变。国家标准GB/T5073-2005规定了耐火制品压蠕变的试验方法。其原理是，在恒压下，以一定的升温速率，加热规定尺寸的试样，在指定的试验温度下恒温，记录试样随时间变化而产生的高度方向上的变形量以及相对于式样原始高度的变化百分率。

简介制品在高温下，受应力作用随着时间变化而发生的等温形变。由于施加外力的方式不同.可分为高温压缩蠕变
高温拉伸蠕变、高温弯曲蠕变和高温扭转姗变等。但主要应用的是压缩蠕变2。
对某些在高温下长期使用的衬欠创品，必须考虑其形变是否会导致整个砌体的严重变形甚至倒塌。例如高护热风护蓄热室格子砖，因为长期受荷重和热负荷的作用，高温蠕变是其最主要的性能指标。

耐火材料是非均质体，产生蟠变的原因非常复杂，既有宏观结构上的因素，也有徽观结构上的原因。当温
度升高时，材料中液相的粘度下降，数量逐渐增加，因而产生塑性。当受到外力作用时即会产生形变，这是产
生蠕变的主要原因.液相向气孔中坡充，尤其在受到外力作用时，材料体积的缩小，也是产生蜗变的原因。温度提高，液相浸润晶相，晶相不断向液相中溶解，造成晶相数量减少，晶粒的不断长大、重结晶的发生等。.都会产生蠕变。

计算蠕变率按下式计算2：

P= ×100%

式中 P—蠕变率，%；

Li—试样原始高度，mm；

L0—试样恒温开始时的高度，mm；

Ln—试样恒温n小时的高度，mm；

原理耐火材料是非均质体，产生蠕变的原因非常复杂，既有宏观结构上的因素，也有微观结构上的原因。当温度升高时，材料中液相的粘度下降，数量逐渐增加，因而产生塑性。当受到外力作用时即会产生形变，这是产生蠕变的主要原因。液相向气孔中填充，尤其在受到外力作用时，材料体积的缩小，也是产生蠕变的原因。温度提高，液相浸润晶相，晶相不断向液相中溶解，造成晶相数量减少；晶粒的不断长大、重结晶的发生等，都会产生蠕变。此外，晶相本身的塑性变形，即由于晶界的滑移、位错等引起的形变都可促使蠕变增大。制品的高温蠕变属于应力引起的永久性形变。当引起形变的因素消失后，不可能恢复到物体的原始状态。

无论何种形式的蠕变，都是变形量与温度、应力和时间的函数关系。在应力和温度固定的情况下，根据对变形一时间曲线的分析，耐火材料的蠕变有如下特性，即蠕变可分为三个特征阶段，第1阶段为减速蠕变(初期蠕变)，这一阶段的时间很短；第2阶段为匀速蠕变(粘性蠕变、稳态蠕变)；第3阶段为加速蠕变，此阶段蠕变速率迅速增加，直至材料破坏。

外界影响在使用过程中外界因素的影响，也会改变材料的高温蠕变性。例如烟气中夹带的灰尘在耐火材料上的沉积、熔融的金属和熔渣对耐火材料的浸入随即发生的化学反应等，都会加剧耐火材料的高温变形1。

为了改善耐火材料的蠕变性，最重要的是改善耐火制品的化学矿物组成和结构。为此，应提高原料的纯度，减少高温下液相的生成量；提高液相的粘度，减弱对晶相的浸润；增加直接结合率；控制和调节制品中的矿物成分，尽量形成高熔点矿相和良好的网络结构。制造工艺对改善制品高温蠕变性有很大关系。合理的粒度级配，加大成型压力，适当提高制品的烧成温度、延长保温时间，使制品中晶体发育良好、晶问结合牢固，是提高制品的高温强度、降低蠕变的重要手段。

测定耐火制品压缩蠕变试验方法测定耐火制品压缩蠕变试验方法，中国标准(GB5073)的要点是2，按规定从制品上钻取试样，试样安装在蠕变试验仪内并施以压负荷，按规定曲线升温。到达规定温度后长时间保温，并记录试样在高度方向的变形量，直至保温结束。所测得的最终变形量即为该试样的蠕变量，计算出蠕变率。报告中注明单位面积荷重、试验温度和保温时间。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学