热处理设备常用材料

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1、热处理设备主讲教师：范涛北华航天工业学院金属材料工程教研室内容：重点：要求：炉用耐火材料、保温材料、耐热金属材料各种筑炉材料的性能和用途；通过本次课的学习，在了解各种筑炉材料性能特点的基础上，能正确的选用。第二章热处理设备常用材料9/17/20212耐火材料的性能可以分为物理性能和工作性能。物理性能：体积密度，真比重，气孔率，吸水率，透气性，耐压强度，热膨胀性热性，导电性，热容量等。工作性能：耐火度，高温结构强度，化学稳定性，体积稳定性，耐急冷急热性等。§2—1耐火材料凡是能够抵抗高温并承受在高温下所产生的物理、化学作用的材料，统称为耐火材料。一、耐

2、火材料的性能1．耐火度耐火度是耐火材料抵抗高温作用的性能，表示材料受热后软化到一定程度时的温度。9/17/20213按耐火度的不同，可将耐火材料分为：(1)普通耐火材料：耐火度为1580℃—1770℃；(2)高级耐火材料：耐火度为1770℃—2000℃；(3)特级耐火材料：耐火度为2000℃以上。耐火材料的耐火度主要决定于成分，它不是熔点，也不是实际使用温度。见下表3-1砖的名称粘土砖轻质粘土砖高铝砖硅砖镁砖耐火度（℃）使用温度（℃）1610~17301300~14001670~17101150~14001750~17901650~16701690~

3、17101600~165020001650~1670表3—1耐火材料的耐火度和使用温度9/17/20214荷重软化点是作为评定耐火材料高温结构强度的指标。荷重软化点是指在固定的压力下，耐火材料开始变形及变形到一定程度时的温度。见表3-2在这个压力下按一定的加热速度升温，测出试样开始变形的温度称为荷重软化开始点；试样压缩变形达4％、40%的温度，称为荷重软化4％或40%的软化点。一般情况下耐火材料的使用温度应低于荷重软化点。2．高温结构强度—荷重软化点9/17/20215耐火材料名称粘土砖高铝砖硅砖镁砖荷重软化开始点（℃）1250~14001400~1

4、5301620~16501470~1520表3—2耐火材料荷重软化点9/17/202163．高温下的化学稳定性它是指耐火材料在高温下抵抗熔渣、熔盐、电热体、炉内气氛等的化学作用和物理作用的性能。表3-3列举出熔剂和气氛对一些耐火材料的影响。4．耐急冷急热性（热震稳定性）看表它是耐火砖热稳定性的指标，它表示制品抵抗温度急剧变化而不损坏的性质。耐急冷急热性和耐火制品的物理性能、形状大小等因素有关。测定时将耐火制品加热到850℃,然后放入流动的冷水中冷却，反复进行直至破碎至其重量损失20%时的次数。该次数做为耐火制品的耐急冷急热性的指标。9/17/2021

5、75.在高温下体积稳定性常用耐火制品的耐急冷急热性指标如下表表3—4耐火制品耐急冷急热性次数砖的种类粘土砖硅砖镁砖高铝砖次数5~251~42~35~6耐火材料(砖)在高温下长期使用时，其相成分会继续变化，产生再结晶和进一步烧结现象，因此耐火砖体积会发生收缩或膨胀。这种收缩(或膨胀)是不可逆的，称做残余收缩(或膨胀)，又称重烧收缩(或膨胀)。若体积变化过大，会使炉体变形，砌体强度和寿命受到影响，严重时会造成砌体损坏。9/17/20218热处理炉常用耐火材料有：粘土砖、高铝砖、轻质耐火粘土砖、硅酸铝耐火纤维和耐火混凝土、耐火涂料等。粘土砖的主要成分是：3

6、0%~48％A12Ｏ３，50%~60%SiO2，其余为各种金属氧化物等。属弱酸性，荷重软化点为1350℃，耐急冷急热性好，原料来源广泛，1．耐火粘土砖二、常用耐火材料特别在砌筑拱顶时更应注意不要采用残余变形过大的耐火砖。一般要求各种耐火制品的残余胀缩不超过0.5~1.0%。粘土砖和高铝砖的重烧线收缩为0.51%(1350℃)，硅砖的重烧线膨胀为0.8%。9/17/20219一般黏土砖硅质耐火材轻质制品是最常用的耐火材料。可用于砌筑炉顶、炉底、炉墙及燃烧室等。(使用温度：1300~1400℃）。铁铬铝电热体合金与粘土砖有化学反应，使用粘土砖会使铁铬铝合

7、金受腐蚀。粘土砖在控制气氛中易受CO、H2的侵蚀而损坏。9/17/2021109/17/202111高铝砖中含AL2O3大于48%，其余主要是SiO2，杂质很少。随AL2O3含量的增加，颜色变浅。当AL2O3大于85%，变为白色，叫白刚玉。其耐火度和高温结构强度都高于粘土砖，属中性，化学稳定性好，多用于高温热处理炉及电阻丝或电阻带的搁砖、热电偶导管、马弗炉的炉芯等。（使用温度：1500℃左右，也有说1650~1670℃）2．高铝砖轻质耐火砖一般是粘土砖，也有高铝砖。其成分与一般粘土砖和高铝砖相同，但因制造方法不同，其气孔率很高，体积密度很小，轻质粘土

8、砖为0.4~1.3g/cm3，超轻质3．轻质耐火砖与超轻质耐火砖9/17/202112粘土砖可小于0.3g/