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剛玉莫來(lái)石磚的特點(diǎn)是結(jié)晶的溫度范圍窄和導(dǎo)熱性小,因此,它的硬化過(guò)程實(shí)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(chǎng)的不均勻,會(huì)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(jiǎn)略地表示出來(lái)。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(gè)熔體硬化,而在電熔磚的斷面上產(chǎn)生溫度差。這時(shí)它里面還沒有應(yīng)力,因?yàn)樵谇耙欢螘r(shí)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(shí),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(shí)際上不會(huì)出現(xiàn)這種情況,因?yàn)殡娙鄞u的整個(gè)尺寸早已由于表面硬化而固定。因?yàn)殡娙鄞u中心溫度的變化超過(guò)它在表面的變化。所以中心部分在保持長(zhǎng)度時(shí)就要經(jīng)受拉應(yīng)力。當(dāng)這個(gè)拉應(yīng)力超過(guò)材料木身在該溫度下的大抗拉強(qiáng)度時(shí),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(guò)程中,還會(huì)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(shí),會(huì)伴隨著較大的體積膨脹。
所以,我們?cè)陔娙鄞u的斷面上除了看到有熱裂紋之外,有時(shí)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(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力所造成的。
因此,我們?cè)谶x擇退火工藝和制定退火制度時(shí),都考慮上述兩個(gè)因素,以避免電熔磚在冷卻析晶過(guò)程中,產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力,而導(dǎo)致裂紋。
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