Aspectos experimentales de la determinacion de curvas esfuerzo-deformacion a alta temperatura y en atmosfera controlada: Refractarios Al₂O₃-MgO-C

Abstract

Se presenta una metodología diseñada e implementada en el Laboratorio de Materiales Estructurales de la División Cerámicos del INTEMA para la evaluación del comportamiento mecánico de materiales refractarios a altas temperaturas y en atmósfera controlada. La metodología comprende la determinación de la deformación por extensometría de contacto en ensayos en compresión con el fin de obtener curvas esfuerzo-deformación y el uso de un sistema de control de atmósfera por desplazamiento a través del pasaje de una corriente gaseosa. La determinación de curvas esfuerzo-deformación de ladrillos refractarios comerciales Al 2 O 3 -MgO-C utilizados en cucharas de acería a temperatura ambiente y a 1260 °C en diferentes atmósferas se presenta como ejemplo de aplicación de esta metodología. Palabras clave: curvas esfuerzo-deformación, alta temperatura, atmósfera controlada, refractarios óxido-CExperimental aspects of stress-strain curves determination at high temperature and controlled atmosphere: Al 2 O 3 -MgO-C refractories A methodology for the mechanical evaluation of refractory materials at high temperatures and controlled atmosphere, designed and implemented in the Structural Materials Laboratory of Ceramics Division of INTEMA, is described. The methodology includes the measurement of the specimen deformation by contact extensometry in compression tests to obtain stress-strain curves and the use of a gaseous flow as a system to control atmosphere. The determination of stress-strain curves of Al 2 O 3 -MgO-C commercial refractories used in steelmaking ladles at room temperature and 1260°C in different atmospheres is presented as an example of application of this methodology.Keywords: stress-strain curves, high temperature, controlled atmosphere, oxide-C refractories INTRODUCCIONLas propiedades mecánicas superiores de los refractarios óxido-C [1, 2] están relacionadas con la deformación inelástica (o flexibilidad) otorgada por la presencia de grafito [3]. Este comportamiento le permite al ladrillo acomodar el esfuerzo aplicado mediante cierta 'fluencia', incrementando la deformación de fractura. Desde este punto de vista, además del esfuerzo a la fractura, comúnmente usado como propiedad para evaluar mecánicamente este tipo de materiales [1,4] (módulo de rotura MOR, resistencia a la compresión CCS, módulo de rotura en caliente HMOR), la deformación en esta condición es un dato igualmente importante. Las curvas esfuerzo-deformación son una fuente adecuada para acceder a esta información y pueden ser obtenidas en diferentes condiciones de temperatura y atmósfera [5][6][7][8][9][10][11]. Además, a partir de esas curvas pueden calcularse parámetros mecánicos indispensables para la obtención de ecuaciones constitutivas requeridas en la actualidad para alimentar los programas de elementos finitos empleados en el cálculo estructural. Junto con el análisis de los mecanismos de deformación y fractura, Vol 50, 3, 125-134, Mayo-Junio 2011 ISSN 0366-3175. eISSN 2173-0431. doi: 10.3989/cyv.172011 las relaciones esfuerzo-deformación so...

Thermomechanical behaviour of Al2O3–MgO–C refractories under non-oxidizing atmosphere

“…The response to thermal and mechanical loadings of AMC bricks was studied by the measurement of stress-strain curves in compression, at room temperature (RT), 700, 1000 and 1260 1C, in a non-oxidant atmosphere (nitrogen), using an experimental protocol specially designed for oxide-C refractories [21,23].…”

Thermal and mechanical properties of commercial MgO-C bricks

“…In these cases, the presence of graphite allows the brick to adjust the effort applied through the creep, thus increasing the strain at the fracture [13].…”