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剛玉莫來石磚的特點是結(jié)晶的溫度范圍窄和導(dǎo)熱性小,因此,它的硬化過程實際上是連續(xù)的。
大型電熔磚的熔體在這種連續(xù)硬化的條件下,由于沿其斷面的溫度場的不均勻,會產(chǎn)生內(nèi)、外裂紋。在熔體硬化期間,裂紋先從電熔磚內(nèi)部產(chǎn)生,后才出現(xiàn)在外表面。
根據(jù)研究,這種裂紋的形成機(jī)理可用下列方式簡略地表示出來。在熔體冷卻的前列階段,電熔磚的外表面形成有彈性的外殼(。在冷卻的第二階段整個熔體硬化,而在電熔磚的斷面上產(chǎn)生溫度差。這時它里面還沒有應(yīng)力,因為在前一段時間內(nèi),電熔磚的中心還處于塑性狀態(tài),它能緩沖外殼收縮形成的壓應(yīng)力。一在進(jìn)一步冷卻時,電熔磚已完全硬化。

由于保溫箱的保溫抑制作用,電熔磚的中心溫度要比表面溫度下降得快,電熔磚的溫度梯度開始減小，如果電熔磚完全硬化之后,中心有溫差
但實際上不會出現(xiàn)這種情況,因為電熔磚的整個尺寸早已由于表面硬化而固定。因為電熔磚中心溫度的變化超過它在表面的變化。所以中心部分在保持長度時就要經(jīng)受拉應(yīng)力。當(dāng)這個拉應(yīng)力超過材料木身在該溫度下的大抗拉強度時,制品內(nèi)部就產(chǎn)生裂紋,并根據(jù)溫度差的大小,裂紋或保持在內(nèi)部,或延伸到表面上,而成為可見的裂紋。這種裂紋通常稱為熱裂紋。
另外,電熔鋯剛玉磚的熔體在冷卻析晶過程中,還會因晶型轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生較大的體積變化,特別是高溫型的立方晶系在1008℃以下轉(zhuǎn)化為單斜晶系的斜鋯石時,會伴隨著較大的體積膨脹。
所以,我們在電熔磚的斷面上除了看到有熱裂紋之外,有時還可以看到一些網(wǎng)狀裂紋,后者多半是在斜鋯石發(fā)生晶型轉(zhuǎn)化時產(chǎn)生的應(yīng)力所造成的。
因此,我們在選擇退火工藝和制定退火制度時,都考慮上述兩個因素,以避免電熔磚在冷卻析晶過程中,產(chǎn)生過大的應(yīng)力,而導(dǎo)致裂紋。
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