荷重软化温度(refractorihess  under  load)

耐火制品在规定升温条件下，承受恒定压负荷产生变形的温度。它表示制品对高温和荷重同时作用的抵抗能力，在一定程度上表明制品在其使用条件相仿情况下的结构强度，也表示在此温度下，制品出现了明显的塑性变形，是使用性能的一项重要质量指标。

影响因素         耐火制品荷重软化温度的高低，主要取决其化学矿物组成和显微结构。结晶相形成网络骨架，材料的荷重软化温度就高；以孤岛状散处于液相中，则其荷重软化温度由液相的含量及其粘度所决定，如液相量愈多或粘度愈小，其荷重软化温度就愈低。晶相与液相两者互相作用，也会改变液相的数量和性质。制品的致密程度，对荷重软化温度的高低，亦有一定的影响。硅砖的相组成，主要是鳞石英晶体和方石英晶体，鳞石英在砖中呈矛头状双晶相互交错，形成网络骨架，只有10％～15％的液相，且其粘度大，鳞石英晶体并不因有液相出现被溶解破坏骨架，而只是在接近其熔点时，由于熔融使骨架破坏才引起砖的软化坍塌，因此，硅砖的荷重软化温度高，开始软化温度与终点温度只差10～20℃，而与其耐火度仅差60～70^oC，有时或更少些。镁砖的相组成，主要是方镁石晶体，被结合物胶结在一起，因此，镁砖的荷重软化温度取决于结合物的性质。镁砖中的结合物，一般为钙镁橄榄石和镁蔷薇辉石等低熔点的硅酸盐相，虽然方镁石晶体的熔点高达2800℃，但由于有1400℃左右开始熔化的硅酸盐相存在，且其高温下粘度低，所以镁砖表现出荷重软化温度低，而与其耐火度相差高达1000℃以上。

改善途径       提高原料的纯度，减少低熔物或熔剂的含量，调整颗粒配比，增加成型压力制成高密度的砖坯；适当提高烧成温度充分烧结，促进晶体长大，使其形成直接结合和网络结构，可以显著地提高制品的荷重软化温度。

测定方法         测定耐火制品荷重软化温度的方法，有示差一升温法和非示差一升温法两种。

(1)示差一升温法是国际标准化组织1970年推荐，1989年公布的耐火制品一荷重软化温度测定方法(ISO1893)，其原理是将圆柱体试样，在承受规定的压负荷下，以规定的升温速率加热，直至发生规定的变形量或坍塌为止。升温时记录试样的变形，并测定达到规定变形量的温度或坍塌的温度。所采用的加荷试验装置见图1。要求中心带孔的支撑柱、加压柱、上垫片和下垫片之间，在受压条件下，到试验的最终温度无明显的变形和互相间的反应。图1中在支撑柱内的外氧化铝管顶在下垫片的下面，能在支撑柱内自由移动；在外氧化铝管内的内氧化铝管，穿过下垫片和试样的中心孔，顶在上垫片的下面，可在外氧化铝管内、下垫片内和试样内自由移动。内、外氧化铝管必须能保证到试验最终温度无明显畸变。外氧化铝管的下端与位移传感器外壳固定在一起，由内氧化铝管下端顶压驱动传感头，联接到自动记录仪上，组成一个测量试样变形的系统，要求灵敏度至少达到0.05mm。这种示差结构测量系统，消除了支撑柱、加压柱及垫片的膨胀，测量试样的变形量准确。穿入内氧化铝管的中心热电偶，其热接点位于试样高度的中心，以测量试样几何中心的温度。带有保护管的控温热电偶，置于试样的外侧，以控制升温速率，两者都必须是铂铑一铂铑型热电偶。所采用的试样尺寸为直径50mm、高50mm的圆柱体，轴心钻一直径12～13mm贯通的圆孔，上、下底面平坦并相互平行。将试样置于电加热炉内支撑柱与加压柱之间，对致密定形耐火制品加压0.2N／mm。；对定形隔热耐火制品加压0.05N／mm²。升温速率4．5～5．5℃／min。记录试样中心温度及变形量，得温度一变形曲线。再用事先已测得相当于通常试样高度的氧化铝管的温度一膨胀曲线，对试验所得的温度一变形曲线进行校正。分别报告自试样膨胀最高点压缩试样原始高度的变形0.5％、1％、2％和5％相应的温度，即荷重软化t _0.5、t₁、t₂和t₅的温度。世界各国示差升温法测定耐火制品荷重软化温度的方法，都与ISO1893一致。

(2)非示差一升温法，通常简称为升温法或非示差法，到1993年它仍是世界各国最常用的方法。所采用的设备结构简单，无示差测量系统，而直接测量试样的变形，实际包含石墨质的支撑柱、加压柱和上、下垫片的膨胀值，测定结果与示差法相比偏高不如示差一升温法更接近真值，但测定方法可以达到更高的温度。国际上非示差一升温法测定耐火制品的荷重软化温度虽无统一标准，但各国的标准方法大致相似(ASTM  C16除外)，其测定结果的表示方法却不完全一致。中国《荷重软化温度检验方法》(YB370一75)规定的试样是直径36mm、高50mm的圆柱体，恒定压负荷为0.2N／mm²，在电炉中加热，升温速率在低于试样膨胀最高点的150～200℃以前为10～15℃／min，以后为5～6℃／min。测定试样温度一变形曲线。结果报告试样从试样膨胀最高点被压缩变形0.6％(0.3mm)软化开始温度、变形4％(2mm)温度或溃裂温度。前苏联《测定耐火制品荷重软化温度方法》(r10CT4070)与中国YB370—75相同，其结果表示方法稍有差异。德国《耐火砖荷重软化温度的测定》(I)IN51064)所采用的试样直径50mm、高50mm的圆柱体，恒定压负荷为0.2N／mm²，在电炉中加热，加热速率为低于1000℃时15℃／min、高于1000℃时8℃／min，测定试样温度一变形曲线。结果表示方法：t_a(软化开始温度)表示试样从最高膨胀点被压缩0.6％(0.3mm)时的温度。t_E(终止温度)表示试样从最高膨胀点被压缩20％(10mm)时的温度。t_b(溃裂温度)表示观察不到久试样即溃裂的温度。日本《耐火材料荷重软化温度试验方法》(JISR2209)所采用的试样是直径50mm、高50mm的圆柱体，恒定压负荷为0.2N／mm。，在电炉中加热，加热速率为低于1000℃时6℃／min、高于1000℃时4^oC／min。测定试样温度一变形曲线。结果表示方法：T₁(软化开始点)表示试样膨胀最高点的温度；T₂表示试样从膨胀最高点被压缩2％(约1mm)时的温度。T₃表示试样从膨胀最高点被压缩20％(约10mm)时的温度。英国《荷重软化温度的测定方法》(：BSl9024．8)所采用的试样高63mm、截面为44mm。正方形的棱柱体，恒定压负荷为0.19N／mm²，在电炉或燃油、燃气炉中加热，加热速率低于1500℃时为10^oC／min，1500～1550℃时为5℃／min，高于1550℃时为1℃／min。结果报告试样在某温度的变形百分数或溃裂温度。美国《耐火砖高温荷重试验方法》(A。NSI／ASTMC16)与上述各国的测定方法有显著的不同，所采用的试样由2块长228mm、宽114Mm、厚64mm或76mm的直形耐火砖组成，两块砖同时竖立在燃气或燃油炉内，按其横截面积加恒定压负荷0.175N/mm²，按规定滚的制度加热(见表)。结果表示方法：如试样在试验中溃裂时，报告溃裂温度。对于试验终止试样尚未溃裂时，测量其冷却至室温后的长度变化，以试样未经试验前原有长度为基础，计算两块砖平均变形的百分率。