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本标准规定了耐火材料高温抗扭强度试验方法的术语和定义、原理、设备、试样、试验步骤、结果计
算和试验报告。
本标准适用于耐火材料高温抗扭强度的测定。
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件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T7321 定形耐火制品试样制备方法
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 10325 定形耐火制品验收抽样检验规则
GB/T 17617 耐火原料和不定形耐火材料 取样
GB/T 18930 耐火材料术语
YB/T 5202.1 不定形耐火材料试样制备方法 第1部分:耐火浇注料
GB/T 18930界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
高温抗扭强度 torsion strength at elevated
temperature
T
在高温下,以规定加荷速率给试样施加扭矩,试样发生破坏时所能承受的极限剪切应力。
3.2
扭断温度 torsion fracture temperature
在恒定的扭矩作用下,试样随温度升高而发生断裂时的温度。扭转变形角度的起始点温度(T。)和
扭矩减小20%时的温度(T²o)。
3.3
高温扭转蠕变 torsion creep at elevated
temperature
在设定的扭矩和温度下,在保温的过程中或一定的时间内,试样产生的扭转角度或断裂。
3.4
扭转角度 torsion angle
从试验开始到试验结束试样所产生的变形角度。
在设定的温度下,对规定尺寸的试样以恒定的速率施加扭矩直至断裂,即:试样不能够再承受进一
GB/T 34217—2017
步增大的剪切应力。根据试样断裂时所承受的扭矩和截面尺寸计算出高温抗扭强度。如果对试样预先
施加恒定的扭矩,可以在升温过程中记录试样的扭断温度;或者预先施加恒定的扭矩后,也可以在升温
至某一温度时,开始保温并记录试样发生的扭转角度,以在一定时间内,例如50
h,100 h 或200 h 时试
样发生的扭转角度来表示试样的高温扭转蠕变。
5.1 扭转试验机,试验机应能够以(0.15±0.015)MPa/s
的速率施加扭转载荷,直至试样断裂。
5.2 游标卡尺,分度值不大于0.05 mm。
5.3 电热鼓风干燥箱,能控温在(110±5)℃。
5.4
加热装置,能按照7.1规定的加热速率对试样进行加热,加热均温区的长度应不小于试样截面边
长的1.5倍。加热均温区的温差不超过±10℃。
5.5 温度测量装置,能满足试样的温度测量并连续记录。
5.6
扭矩及扭转角度测试装置,示值误差在±2%以内,能连续测量并记录对试样施加的扭矩和扭转
角度。
6.1 致密定形耐火制品按 GB/T 10325 或有关方协商进行取样,按 GB/T 7321
制样。试样尺寸为 (40±0.5)mm×(40±0.5)mm×230 mm。
试样的表面不得有凹陷、裂纹。特殊情况试样尺寸可双方
协商确定。从每块样品砖上切取的试样数量应相同,以便统计分析。
注:建议采用连续凸缘金刚石片制样。如果使用齿形凸缘刀片,刀片切出的边缘常出现破损及裂纹。那些有裂纹
或明显缺陷的试样要作记录或废弃不用。
6.2 致密不定形耐火材料按GB/T17617 或有关方协商取样,按 YB/T
5202.1或相关标准制样。尺寸
参照6.1进行。制样时的热处理温度等应经有关方协商,制样条件和试样尺寸均须在试验报告中注明。
制备好的试样置于干燥箱中(110±5)℃下烘干。
测量试样长度方向中间部位截面的尺寸,测量值应精确至0.1 mm。
将试样安装在试验机的两夹具 中,试样伸入夹具的长度应不小于30 mm,
调整夹具和试样,确保试样与夹具的同轴性,安放加热装置,
使加热均温区位于试样长度的中间部位。
硅质材料以3℃/min~5℃/min 升温至850℃,然后快速升温至试验温度。
其他材料以5℃/min~10℃/min 升温速率升至试验温度;或以不高于200℃/min
升温速率升至
试验温度。
升温速率可以协商确定。
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致密耐火材料试验温度在1000℃以下保温30 min,1000℃ 以上,保温5 min。
不同的试验温度和保温时间可以协商确定。
注:隔热耐火制品保温30 min。
7.5.1 按7.3将试样加热到设定温度,按7.4进行保温。
7.5.2 选择扭转试验机量程,使其大于试样预估值的10%。
7.5.3 开启扭转试验机,以(0.15±0.015) MPa/s
的速率均匀地施加扭矩,直至试样断裂,记录最大扭
矩和扭转角度。
注:施加载荷对时间的曲线可用来表示试验结果。
7.6.1
按7.2安装好试样后,选择扭转试验机量程,使其大于试样预估扭矩值的10%。
7.6.2 开启扭转试验机,以(0.15±0.015) MPa/s
的速率均匀地对试样施加扭矩到设定值。设定扭矩
可协商确定。
7.6.3 按7 .
3进行连续升温,记录扭断温度。此过程中的扭转角度与温度的变化可以作为试验报告的
一 部分。
7.7.1
按7.2安装好试样后,开启扭转试验机,试样施加扭矩至设定值。设定的扭矩可协商确定。
7.7.2
按7.3升温到要求的温度,开始保温,记录保温起始点时间和扭转角度,保温时间可以为20
h、
50 h、100 h。
不同的预扭矩、试验温度和保温时间可以协商确定。如果在试验过程中预设置恒定扭矩
值减小20%,则结束试验。
试验时,断裂发生在加热均温区外无效;须重新制样进行试验,直至有效试样数达到3个。
试样的高温抗扭强度用试样断裂时所承受的最大剪切应力表示,按式(1)进行计算:
style="width:1.42009in;height:0.61336in" /> (1)
式 中 :
T—— 高温抗扭强度,单位为兆帕(MPa);
M— 发生断裂时作用在试样上的扭矩,单位为牛毫米(N ·mm);
a—— 试样加热段中部截面边长的平均值,单位为毫米(mm);
式中的0 .208为一个与试样形状(正方形截面)有关的形状因子参数。
记录试样开始发生扭转变形角度的起始点温度(T 。)
和扭矩减小20%时的温度(T₂),
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扭转角度与温度变化曲线可以作为试验报告的一部分。
记录试样保温开始时的扭转角度和保温一定时间后的扭转角度。在试验过程中,如果预设置恒定
扭矩值减小20%,则结束试验。
计算结果按GB/T8170
进行修约,高温抗扭强度保留3位有效数字,扭断温度保留为整数,高温扭
转角度保留小数点后2位数字。
试验报告应包括下列几部分:
a) 试验单位名称;
b) 试验日期;
c) 执行标准;
d) 试样描述(生产厂、尺寸、材质等);
e) 样品数量;
f) 从每个样品上的取样数量;
g) 取样的部位;
h) 试样的尺寸;
i) 有缺陷试样的部位;
j) 对试样预施的扭矩;
k) 升温速率和试验温度及保温时间;
1) 加荷速率;
m) 试样的高温扭转强度值及平均值;
n) 扭断温度及平均值;
o) 试样高温抗扭蠕变断裂和时间;
p) 试样的扭转角度及平均值;
q) 试验人员。
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