Анализ факторов, влияющих на термостойкость корундовых шпинелевых огнеупоров

Причины влияния термостойкости корундшпинелевых огнеупоров. набивной материал

В настоящее время широко используются корундшпинельные вентилирующие элементы ковша из-за их превосходных противоразмывных и противоэрозионных свойств, но их стойкость к тепловому удару низкая, что в определенной степени ограничивает дальнейшее повышение их срока службы. Существует много факторов, влияющих на термостойкость корунд-шпинельных материалов, в данной статье рассматривается влияние типа шпинели, связующего, добавок, температуры спекания и т. д. на термостойкость материалов. Для оценки устойчивости к тепловому удару используются три метода теплового удара: воздушное охлаждение при 1100°C, воздушное охлаждение при 1300°C и температурный цикл 1000→1600°C.

По влиянию температуры обжига на термостойкость образца определена прочность на изгиб образца корунд-шпинель после трех термоударов: охлаждение на воздухе 1100 °С, охлаждение на воздухе 1300 °С и температурный цикл 1000-1600 °С. в основном такой же, как и закон изменения скорости сохранения прочности с температурой спекания, то есть с повышением температуры спекания в первую очередь увеличиваются прочность на изгиб и сохранение прочности образца после термоудара, а сопротивление образца, спеченного при 1650 °C сначала увеличивается.Скорость сохранения прочности при изгибе несколько снизилась, а температура спекания продолжала увеличиваться.Сопротивление изгибу и скорость сохранения образцов, спеченных при 1700 ℃, резко снизились после термоудара, а сохранение прочности 1600 ℃ было высоким.

По закону изменения испытательных параметров двух термостойкости образцов, обожженных при различных температурах. Видно, что основным процессом термоударного повреждения дышащего элемента корундошпинелевого ковша является термоударное повреждение, то есть основное повреждение обусловлено расширением трещин.

Основными фазовыми составами корундово-шпинелевых образцов в сочетании с чистым алюминатным цементом после обжига являются корунд, шпинель и гексаалюминат кальция (СА6), поэтому влияние температуры обжига на термостойкость таких материалов следует связывать с изменениями этих фаз в образце и возникающие в результате структурные изменения.

По результатам тестовой микроскопии образцов, обожженных при 1450 °С, видно, что в образцах, обожженных при 1450 °С, СА6 рассеян в виде мелких гексагональных пластинчатых кристаллов с низкой прочностью связи между матрицами и рыхлой структурой.Высокая пористость , низкая объемная плотность, низкая прочность на изгиб и сжатие при комнатной температуре. Из морфологии излома образца Т1 после термического удара видно, что поверхность излома выпуклая и вогнутая, и каждый кристалл представляет собой относительно полную трехмерную морфологию, в основном излом вдоль зерна. ударное повреждение образца, низкая скорость сохранения прочности на изгиб и плохая термостойкость.

По результатам микроскопии спеченного образца Т3 видно, что кристаллическая форма СА6 в образце стала крупнее и толще и представляет собой толстую пластинчатую кристаллическую форму, которая вкраплена между фазой корунда или фазой шпинели. , и укрепляет межзерновую комбинацию , улучшает микроструктуру образца и формирует более очевидную сетчатую структуру переплетения, что полезно для улучшения устойчивости материала к тепловому удару.

Соответствующая степень изорастворения Al2O3 в шпинели позволяет улучшить термостойкость образца.Из морфологии зерен шпинели твердого раствора Al2O3 видно, что поверхность зерен шпинели имеет выпуклую структуру.Это связано с в твердый раствор Al2O3 в шпинели в процессе высокотемпературного спекания.В процессе свободного охлаждения Al2O3 выделяется в виде корунда и распределяется по границе зерен шпинели. С одной стороны, приподнятая конструкция может закрепить или отклонить трещину, предотвратить расширение трещины или изменить направление расширения трещины.В то же время реакция осаждения твердого раствора Al2O3 в виде корунда имеет прямой эффект связывания в некоторой степени.И это может укрепить структуру связи и улучшить энергию разрушения образца; с другой стороны, поскольку коэффициент линейного расширения шпинели в твердом растворе Al2O3 уменьшается, он образует более подходящий коэффициент линейного расширения несоответствие с фазой корунда, что приводит к механизму диссипации энергии микротрещины.При этом увеличивается прочность связи между подложками, увеличивается работа разрушения образца и улучшается термостойкость образца.Из морфологии разрушения На образце Т3 после термического удара видно, что весь разрез имеет тенденцию к гладкости, с преобладанием трансзернистой ломкости зерен.

Соответствующее совместное растворение, осаждение на поверхности зерен шпинели при охлаждении с образованием выпуклой структуры, которая оказывает закрепляющее или отклоняющее действие на расширение трещин и повышает прочность сцепления между подложками.Улучшенная сейсмостойкость.