Vatrostalni materijali su izloženi dvostrukim utjecajima temperature i vanjskih sila tijekom dužeg korištenja, a kao rezultat toga nastaju različita naprezanja i promjene. Mehaničke kvalitete vatrostalnih materijala odnose se na to koliko dobro rade pod određenim opterećenjima i naprezanjima. Mehanička čvrstoća pri normalnim temperaturama, mehanička čvrstoća na visokim temperaturama, temperatura omekšavanja opterećenja, puzanje pri visokim temperaturama, modul elastičnosti i otpornost na habanje ključni su tehnički pokazatelji koji se koriste u inženjerstvu za procjenu mehaničkih svojstava vatrostalnih materijala.
1, Mehanička čvrstoća vatrostalnih materijala na sobnoj temperaturi
Kritično naprezanje vatrostalnog materijala koji se odupire vanjskoj sili bez oštećenja na sobnoj temperaturi. Obično se izražava sa tri tehnička indikatora: čvrstoća na pritisak na normalnu temperaturu, čvrstoća na savijanje na normalnoj temperaturi i čvrstoća na smicanje pri normalnoj temperaturi.
2, mehanička čvrstoća vatrostalnih materijala na visokim temperaturama
a. Visokotemperaturna tlačna čvrstoća
b. Čvrstoća na savijanje pri visokim temperaturama
c. čvrstoća na smicanje pri visokim temperaturama.
3. Temperatura na kojoj vatrostalni materijali slabe pod opterećenjem
Hemijski mineralni sastav i organizaciona struktura, količina i interakcija kristalnih faza i tečnih faza, viskoznost tečne faze i makroskopska organizaciona struktura, kao što su gustina i poroznost, glavni su faktori koji utiču na temperaturu omekšavanja vatrostalnih materijala. Općenito govoreći, temperatura omekšavanja pod opterećenjem je viša za vatrostalne materijale sa strukturama kristalne mreže i niža za vatrostalne materijale sa otočnim strukturama raspoređenim u tekućoj fazi; materijal ima više tečne faze ili tekuće faze. Temperatura omekšavanja pod opterećenjem je u obrnutoj korelaciji s viskozitetom: opada sa smanjenjem poroznosti i raste sa smanjenjem viskoznosti.
4, visoka temperatura puzanja
Kada su vatrostalni materijali izloženi konstantnoj sili svoje kritične čvrstoće tokom dužeg vremenskog perioda na visokoj temperaturi, dolazi do deformacije, a stepen deformacije raste s vremenom. Puzanje visoke temperature je termin za ovaj fenomen. Puzanje je izraz koji se koristi za opisivanje kvara materijala uzrokovanog puzanjem. Svojstvo puzanja materijala pri visokoj temperaturi definira se kao odnos između količine deformacije i vremena vatrostalnog materijala pod konstantnom temperaturom i silom tokom dužeg vremenskog perioda.
5, modul elastičnosti
Modul elastičnosti je često veći u vatrostalnim materijalima s većom čvrstoćom na pritisak i savijanjem, i otprilike je obrnuto koreliran s otpornošću na habanje. Pristup akustične frekvencije i metoda statičkog opterećenja dvije su osnovne tehnike za određivanje modula elastičnosti vatrostalnih materijala.
6, otpornost vatrostalnih materijala na abraziju
Tvrdoća čestica, čvrstoća veze između čestica, prisustvo slobodnih mjesta, itd., sve utječe na to koliko su vatrostalni materijali otporni na habanje. Vatrostalni materijali koji imaju jednolično gustu strukturu, malu poroznost, visok nivo tvrdoće i visok nivo čvrstoće obično imaju dobru otpornost na habanje.
