Materiały ogniotrwałe poddawane są podwójnemu wpływowi temperatury i sił zewnętrznych podczas długotrwałego użytkowania, w wyniku czego powstają różne naprężenia i zmiany. Właściwości mechaniczne materiałów ogniotrwałych odnoszą się do tego, jak dobrze działają one pod pewnymi obciążeniami i naprężeniami. Wytrzymałość mechaniczna w normalnej temperaturze, wytrzymałość mechaniczna w wysokiej temperaturze, temperatura mięknienia obciążenia, pełzanie w wysokiej temperaturze, moduł sprężystości i odporność na zużycie to kluczowe wskaźniki techniczne stosowane w inżynierii do oceny właściwości mechanicznych materiałów ogniotrwałych.
1, Wytrzymałość mechaniczna materiałów ogniotrwałych w temperaturze pokojowej
Naprężenie krytyczne materiału ogniotrwałego, który wytrzymuje działanie sił zewnętrznych bez uszkodzeń w temperaturze pokojowej. Zwykle wyraża się ją trzema wskaźnikami technicznymi: wytrzymałością na ściskanie w normalnej temperaturze, wytrzymałością na zginanie w normalnej temperaturze i wytrzymałością na ścinanie w normalnej temperaturze.
2, Wytrzymałość mechaniczna materiałów ogniotrwałych w wysokich temperaturach
A. Wytrzymałość na ściskanie w wysokiej temperaturze
B. Wytrzymałość na zginanie w wysokiej temperaturze
C. wytrzymałość na ścinanie w wysokiej temperaturze.
3. Temperatura, w której materiały ogniotrwałe słabną pod obciążeniem
Skład chemiczny minerałów i struktura organizacyjna, ilość i wzajemne oddziaływanie faz krystalicznych i faz ciekłych, lepkość fazy ciekłej oraz makroskopowa struktura organizacyjna, taka jak gęstość i porowatość, to główne czynniki wpływające na temperaturę mięknienia wsadu materiałów ogniotrwałych. Ogólnie rzecz biorąc, temperatura mięknienia pod obciążeniem jest wyższa dla materiałów ogniotrwałych o strukturze sieci krystalicznej i niższa dla materiałów ogniotrwałych o strukturze wyspowej rozmieszczonej w fazie ciekłej; materiał ma więcej fazy ciekłej lub fazy ciekłej. Temperatura mięknienia pod obciążeniem jest odwrotnie skorelowana z lepkością: maleje wraz ze zmniejszaniem się porowatości i wzrasta wraz ze spadkiem lepkości.
4, pełzanie w wysokiej temperaturze
Kiedy materiały ogniotrwałe poddawane są działaniu stałej siły ich wytrzymałości krytycznej przez dłuższy okres czasu w wysokiej temperaturze, następuje odkształcenie, którego stopień odkształcenia rośnie z czasem. Pełzanie w wysokiej temperaturze jest terminem określającym to zjawisko. Pęknięcie pełzające to termin używany do opisania rozkładu materiału spowodowanego pełzaniem. Właściwość pełzania materiału w wysokiej temperaturze definiuje się jako zależność pomiędzy wielkością odkształcenia i czasem trwania materiału ogniotrwałego w stałej temperaturze i pod stałą siłą przez dłuższy okres czasu.
5, moduł sprężystości
Moduł sprężystości jest często wyższy w materiałach ogniotrwałych o wyższej wytrzymałości na ściskanie i zginanie i jest w przybliżeniu odwrotnie skorelowany z odpornością na zużycie. Metoda częstotliwości akustycznej i metoda obciążenia statycznego to dwie podstawowe techniki określania modułu sprężystości materiałów ogniotrwałych.
6, Odporność materiałów ogniotrwałych na ścieranie
Twardość cząstek, siła wiązania między cząstkami, obecność wolnych miejsc itp. wpływają na odporność materiałów ogniotrwałych na zużycie. Materiały ogniotrwałe, które mają jednolicie gęstą strukturę, małą porowatość, wysoki poziom twardości i wysoki poziom wytrzymałości, zazwyczaj mają dobrą odporność na zużycie.
