Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
Механизм разрушения, вызванный напряжениями, возникающими при градиенте температур, заключается в следующем. Если тело нагревать с поверхности, то внешние слои его расширяются быстрее, чем внутренняя часть. При этом поверхностные слои подвергаются воздействию сжимающих усилий, в то время как внутренняя часть подвергается растяжению. При охлаждении протекают противоположные процессы. Если при этом величина напряжений превысит прочность материала, то произойдет разрушение.

ПОИСК



Влияние структуры на ползучесть (крип) огнеупоров

из "Структура и свойства огнеупоров "

Механизм разрушения, вызванный напряжениями, возникающими при градиенте температур, заключается в следующем. Если тело нагревать с поверхности, то внешние слои его расширяются быстрее, чем внутренняя часть. При этом поверхностные слои подвергаются воздействию сжимающих усилий, в то время как внутренняя часть подвергается растяжению. При охлаждении протекают противоположные процессы. Если при этом величина напряжений превысит прочность материала, то произойдет разрушение. [c.151]
Все керамические тела обладают меньшей прочностью на растяжение, чем на сжатие. Поэтому при повышении температуры термические трещины зарождаются внутри, а при охлаждении — с поверхности. При испытании на термостойкость высокоглиноземистых цилиндрических образцов установлено, что при быстром охлаждении действительно трещины образуются на поверхности, а при быстром нагреве происходит растрескивание образца с отслаиванием кусков. [c.151]
Внутренние трещины берут начало в центре и идут к поверхности, поверхностные же трещины не проникают к центру. Внутренние трещины обычно широкие, они не ветвятся и приводят к деформации (разрушению). Поверхностные трещины тонкие, ветвятся и редко приводят к разрушению. [c.151]
Ниже рассмотрены некоторые вопросы общей проблемы термостойкости теория двух стадий, гипотеза слабого звена, теория фрагментальной термостойкой структуры, влияние пористости, влияние вязкости и термические напряжения в условиях отсутствия температурного градиента. [c.151]
Согласно теории [3 и др.], разрущение огнеупоров под влиянием термических ударов имеет две стадии зарождения трещин и их распространения. [c.151]
Хотя в формулах поставлена их размерность (формально), показатели термостойкости понимают как безразмерные величины. [c.152]
В критериях термостойкости более правильно учитывать предел прочности при растяжении, но определение его затруднительно, поэтому для большинства материалов в первом приближении вместо Яраст принимают Т изг — предел прочности при изгибе, определение которого значительно проще. [c.152]
Критерий Био принимает значение от О при очень медленном нагреве до 1 при быстром нагреве. [c.153]
Приведенные выше критерии, как и следует из теории двух стадий , не характеризуют термостойкости гетерогенных изделий в целом, так как процесс зарождения трещин при термоударах в ряде случаев не лимитирует прочность при термическом нагружении. Что касается гомогенных тел, например стекол, то критерии по Кингери характеризуют не только процесс зарождения трещин, но и термостойкость изделий в целом [51]. [c.153]
Правая часть уравнения (32) представляет собой величину обратную энергии упругой деформации материала, накапливаемой при тепловом нагружении н освобождающейся при разрущении. В уравнении (33) коэффициент и учитывает рассеивание и замедление распространения трещин. [c.154]
Чем выше тем меньше энергии способен накапливать материал при термическом нагружении и тем меньше, следовательно, будет степень его разрушения. С увеличением пористости растет по экспоненте. [c.154]
Способность изделий к распространению трещин характеризуют также величиной внутреннего трения и декрементом демпфирования колебаний. В работах [53] показано, что критериальная оценка термостойкости в большинстве случаев не дает правильной и полной информации о действительной термостойкости материала. [c.154]
Дело в том, что вид стадии термического разрушения — зарождение трещин или их распространение — определяющий прочность изделия, зависит не только от свойств материала и условий термонагружения, но и от геометрической характеристики структуры, которая указанными критериями не учитывается. Поскольку до настоящего времени не найдено математического выражения сопротивления материала распространению трещин с учетом геометрии структуры, исследования в этом вопросе носят преимущественно качественный характер. [c.154]
Панариным, например, показано [54], что из нетермостойких в отдельности хромита и обожженного магнезита могут быть получены высокотермостойкие МХС-изделия. В этих изделиях сравнительно быстро зарождаются многочисленные трещины, но в дальнейшем они не распространяются. Им же сформулировано условие получения термостойких изделий, заключающееся в том, что шихта для этих изделий должна обладать неод-1юродностью или разнородностью ряда свойств компонентов, в том числе неоднородностью по зерновому составу, соотношению компонентов, коэффициенту термического расширения и др. [c.154]
Из промышленной практики [62—64] хорошо известно, что высокоглиноземистые изделия только в зависимости от гранулометрического состава шихты при прочих равных условиях, могут быть термостойкими или нетермостойкими. В шихте термостойких изделий почти отсутствуют средние фракции (1—0,09 мм) и соответственно больше фракций крупнее 1 мм, в результате чего средневзвешенный размер частиц в два раза больше, чем у нетермостойких изделий. Зависимость справедлива при определенных значениях зернового состава. В широких пределах колебаний крупности частиц термостойкость высокоглиноземистых изделий (77% А Оз) не пропорциональна средневзвешенному диаметру частиц исходной шихты и имеет максимум при некоторой степени крупности шихты. [c.155]
Вообще зависимость термостойкости от зернового состава многозначна, в связи с чем при оценке влияния его на термостойкость всегда необходимо учитывать степень и характер спекания. Рядом исследований установлено, что термостойкость изделий, полученных из монофракционных шихт при контактном спекании, выше, чем из полифракционных. Известны и противоположные результаты. Повышение дисперсности связки в зернистых материалах, полученных из плавленых окислов, как правило, снижает высокотемпературную механическую прочность изделий. Каркас зерен, образованный через промежуточную тонкодисперсную связку, характеризуется эластичной структурой с непрочными межчастичными связями, что снижает т. к. л. р. и модуль упругости, но как следствие обусловливает более высокую термостойкость изделий в сравнении с аналогичными изделиями, каркас зерен в которых образован без промежуточных по размеру частиц. [c.155]
Выразить количественно сопротивление структур распространению трещин показателями структурного анализа (величиной и распределением пор, удельной поверхностью, факторами, лабиринта, структуры, каналь-ности и т. п.) не удается. [c.156]
Теория двух стадий не выясняет, какая из стадий и в каких случаях лимитирует разрушение изделий и не дает зависимости распространения трещин от геометрической характеристики структуры. [c.156]
Вейбулла [66], теорию Т. А. Канторовой и Я. И. Френкеля [67], Фишера и Холломона [69] и др., подробно рассмотренные Г. С. Писаренко и др. [70]. Гипотезу слабого звена часто применяют для объяснения термостойкости огнеупоров. [c.156]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте