- •Оглавление
- •Глава 1. Деформация при нагреве под нагрузкой
- •1.1 Деформация при нагреве и ползучесть
- •1.1.2Влияние технологических факторов
- •1.1.3Расчет деформации ползучести
- •1.2. Высокотемпературная ползучесть керамических материалов
- •1.2.1Кинетика деформирования при ползучести
- •1.2.2 Влияние условий испытаний и структурных факторов на процесс деформации
- •Глава 2. Исследование деформации и ползучести композиционных керамических материалов
- •2.1Аппаратура и методика исследований
- •2.2 Исследование деформации и ползучести керамических материалов
- •2.2.1 Керамических материалов трубчатых изделий
- •2.2.2 Керамических штучных огнеупорных изделий из вторичного керамического сырья
- •0А)б)в)
- •2.2.3 Материалов шамотно-графитовых стопорных пробок
- •2.2.4 Изделий из самотвердеющей массы на основе фосфатных связующих
- •Глава 3. Физико-химические исследования процессов деформаций
- •3.1 Керамических материалов трубчатых изделий
- •3.2 Керамических штучных огнеупорных изделий из вторичного керамического сырья
- •3.3 Материалов шамотно-графитовых стопорных пробок
- •3.4 Изделий из самотвердеющей массы на основе фосфатных связующих
- •Заключение
- •Список литературы
- •Министерство образования и науки рф
- •Башкирский Государственный Университет
- •Определение высокотемпературной деформации и ползучести материалов на сжатие
- •(Установка и методика)
- •Методическое пособие
- •Риц БашГу
1.1.2Влияние технологических факторов
Под влиянием технологических факторов понимается влияние образца, т.е. содержание фосфатных связующих в образце, давление прессования и температура термообработки образца. Влияние этих факторов мы рассмотрим на примере система электрокорунд - фосфатное связующее[3].
Таблица 1
Составы исследуемых композций и их основные свойства
№ сос- тава |
Содержание компонентов, масс. % |
Свойства | ||||||||||
Э/к № 125 |
Э/к № 12 |
-Al2O3 |
ПФ |
Н3РО4 |
АХФС |
П, % |
, г/см3 |
сж, МПа при температу- рах, | ||||
300 |
900 |
1300 | ||||||||||
1 |
30 |
35 |
23 |
- |
12 |
- |
10-15 |
3,0-3,1 |
150-180 |
160-190 |
10-30 | |
2 |
30 |
35 |
23 |
- |
- |
12 |
16-17 |
2,8-2,9 |
110-150 |
110-150 |
10-20 | |
3 |
35 |
40 |
17 |
- |
8 |
- |
16,5 |
2,85 |
- |
- |
- | |
4 |
35 |
40 |
17 |
- |
- |
8 |
17,0 |
2,83 |
- |
- |
- | |
5 |
35 |
40 |
- |
17 |
8 |
- |
18,2 |
2,75 |
- |
- |
- | |
6 |
35 |
40 |
- |
17 |
- |
8 |
18,3 |
2,74 |
- |
- |
- |
Влияние вида (H3PO4. АХФС) и количества фосфатного связующего, давления прессования и температуры термообработки на деформацию под нагрузкой и ползучесть изучено на образцах составов 1 и 2. Влияние содержания Н3РО4 на деформацию (состав1) при нагреве и ползучести при 1200 под нагрузкой 0,2 МПа показано на рис. 1.1, из которого следует, что с увеличением содержания Н3РО4 с 4 до 12% деформация и ползучесть композиции электрокорунд--Al2O3-Н3РО4уменьшабтся. При содержании Н3РО4 12% деформация составляет 0,45% за 10ч испытаний, скорость деформации (т.е. ползучесть) за время выдержки от 2 до 10ч составила 2,025%/ч.
Рис.1.1 Деформация при 1200 композиции Э/к--Al2O3-Н3РО4 под нагрузкой 0,2 МПа при содержании Н3РО4 , мас. %: 1-4; 2-8; 3-12
На рис. 1.2 приведены кривые деформации при нагреве и ползучести, полученные в режиме ступенчатого изменения нагрузки для композиций:
Э/к--Al2O3-АХФС (состав2) и Э/к--Al2O3-Н3РО4 (состав 1).
Режим последовательного ступенчатого нагружения под нагрузкой: 0,2; 0,4 и 0,8 МПа деформация за 28ч составляет 14%. Нагрузка 0,4 МПа дополнительно деформирует образец на 0,5% за время от 28 до 48ч. Увеличение нагрузки до 0,8МПа деформирует образец еще на 0,7%. Т.о., общая деформация за 68ч составляла 2,6%.
Рис.1.2. Кривые деформации при нагреве и ползучести корундовых композиций при температурах 1150(а), 1200(б) и 1500(в). Дробные цифры у кривых – нагрузка, МПа: 0,2; 0,4; 0,8 для составов: 1-1; 2-2
Деформация состава 2 в аналогичных условиях нагружения при Тисп.1500представлена на рис. 1.2в. Деформация на первой ступени нагружения за 44ч составляет 5,2%. Повышение нагрузки до 0,4 МПа не вызывает значительных деформаций образца. Период неустановившейся ползучести на второй ступени нагружения составляет 1,5-2,0 ч. аналогичный характер деформирования наблюдается у образцов состава 1, но полная деформация значительно меньше, чем у состава 2 (рис. 1.2б).
Увеличение давления прессования при получении образцов снижает как деформацию (рис.1.2, 1.3), так и ее скорость. Наибольшая деформация и наибольший временной интервал неустановившейся ползучести наблюдается у образцов, полученных трамбованием (кривая 3).
Ранее мы рассмотрели деформацию при различных температурах корундовых составов с Э/к--Al2O3-Н3РО4 после их термообработки при 300 и 900. На рис. 1.4ончыкталтын деформация образцов композиции состава 1 при Т=1550под нагрузками= 0,1; 0,2 и 0,4 МПа (кривые 1,2,3), после после их термообработки при 1350в течение 15ч. Как видно на рис., деформация образцов под нагрузкой 0,02 МПа при 1550не превышает 1% за время испытания в течение 26ч, а скорость деформации в установленном режиме составляет 0,005; 0,015 и 0,02%/ч соответственно при нагрузках 0,1; 0,2 и 0,4 МПа. Полная деформация под нагрузкой 0,1 Мпа за 16 ч испытаний при 1550не превышала 0,6%.
Рис. 1.3 . Деформация при 1200под нагрузкой 0,2 МПа композиции Э/к--Al2O3-Н3РО4 (8%). Образцы получены прессованием под давлением, МПа: 1-100, 2-50 и 3-трамбованием.
Таким образом, следует отметить, что технологические факторы оказывают следующее влияние на деформацию при нагреве и ползучести. В композициях на основе электрокорунда с изменением Н3РО4 от 4 до 12мас.% величина деформации эффективной ползучести становится минимальной при 12 мас.% Н3РО4 и составляет всего 0,45% за 10ч испытаний образца при Т=1200. При ступенчатом нагружении нагрузками 0,2; 0,4 и 0,8 МПа общая деформация при 1150за 68ч составляла 2,6%[6]. Деформация электрокорундовых материалов существенно зависит и от способа их получения.
Рис . 1.4. Деформация композиции состава 1 по табл. 1 при 1550 под нагрузками 0,1; 0,2 и 0,4 МПа (кривые 1,2,3) после термообработки при 1350в течение 15ч.
Так, увеличение давления прессования значительно снижает как деформацию, так и скорость ползучести. У трамбованных изделий она наибольшая, и у этих материалов самый длительный период неустановившейся ползучести. При замене Н3РО4 на АХФС в композиции, на основе э/к, устойчивость ее к деформации снижается.