ICS 81.080 Q 40
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T38978—2020
耐火材料 应力应变试验方法
（三点弯曲法)
Refractory products-Determination of stress-strain
(three-point bending method)
2021-06-01实施
2020-07-21发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T 38978—2020
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由全国耐火材料标准化技术委员会（SAC/TC193)提出并归口。 本标准起草单位：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司、江苏省陶瓷耐火材料产品质量监督检验
中心、瑞泰马钢新材料科技有限公司、上海利尔耐火材料有限公司、宜兴市耐火材料有限公司。
本标准主要起草人：李如航、宋艳艳、章健、朱惠良、高建荣、徐文渊、彭学峰、齐书祥、李洪波、 刘士范、蒋正跃、陈松林、李维锋。
- GB/T 38978—2020
耐火材料 应力应变试验方法
（三点弯曲法
1范围
本标准规定了耐火材料应力应变试验方法的原理、设备、试样、试验步骤、结果计算及试验报告。 本标准适用于定形烧成耐火制品、化学结合耐火制品和不定形耐火材料。
规范性引用文件
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下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件
GB/T4513.5不定形耐火材料第5部分：试样制备和预处理 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 10325 5定形耐火制品抽验收抽样检验规则
3 原理
SAC
常温或将试样加热到试验温度，保温至规定的时间，对试样上表面施加以一定速率增加的载荷直至试样断裂，在试样下表面测量弯曲试样的中心变形量，记录载荷和对应的中心变形量，从而计算出试样的应力和应变。
4设备
4.1 设备主要包括试验炉、加荷装置、试样变形测量装置和温度测量装置等，其测试原理见图1。
1 GB/T 38978—2020
1
3
说明： 1——-上刀口 2————下刀口 3—-示差管； 4—试样； 5———测量杆。
图1测试原理示意图
4.2加荷装置
4.2.1加荷装置应具有2个下刀口和1个上刀口，3个刀口应互相平行。下刀口之间的距离为（125士2）mm，上刀口应放置在2个下刀口的正中，精确至土2mm。 4.2.2刀口和试样在试验温度下接触时应不发生任何反应。 4.2.3刀口长度应比试样宽度至少长5mm，刀口的曲率半径应为（5士1)mm，使用过程中刀口应定期检查，以保证其曲率半径符合规定。 4.2.4两个下刀口应在同一水平面上，其间距应在室温下测量，精确至士0.5mm。 4.2.5加荷装置应能以规定的加荷速率对试样均勾地加荷，并应具备记录或指示试样断裂时载荷的装置，示值精度应为士2%。 4.3 变形测量装置 4.3.1精度需达到1um，并应定期校正。 4.3.2采用接触式位移传感器时，试样的变形量通过传递机构传递到位移传感器；采用引伸计测量时，引伸计的精度不低于B-1级，高温下使用的引伸计的精度可在常温下标定，但尽可能带高温引伸杆一起标定。对于自动记录图表引伸计，每次试验前应在试验现场进行精度标定。 4.3.3非接触式测量可采用激光，但应满足精度要求。 4.4试验炉 4.4.1试验炉应能同时加热加荷装置和试样，在试验时试样上的温度应均匀分布，温差不超过土10℃。
SAG 4.4.2对于含碳等易氧化试样，试验炉中试样周围的气氛应是中性的或还原性的，以保护试样免于
氧化。 2 GB/T38978—2020
4.5 温度测量装置 4.5.1应在试样张力面中点附近用热电偶测量温度。 4.5.2应事先确定测量的温度和试样张力面中点温度之间的关系，并定期检查。 4.5.3试验期间应使试样张力面中点保持在试验温度下。 4.6 电热干燥箱
能控制温度在（110士5）℃。 4.7 游标卡尺
分度值不大于0.05mm。
5试样
5.1数量 5.1.1定形耐火制品样品的抽取及数量按GB/T10325进行，也可按双方约定的数量 5.1.2对不定形耐火材料，每组试样应不少于3个。 5.2尺寸 5.2.1通常情况下，定形耐火制品试样应为长条体，横截面为（25士1）mm×（25士1）mm，长约为 150mm，每个试样长度方向上的相对面应相互平行，允许偏差不超过土0.2mm，横截面的对边应相互平行，允许偏差不超过0.1mm，应保证试样表面平滑，棱角完整。不定形耐火材料推荐横截面为 (40土1)mm×（40土1)mm，长约为160mm，其他尺寸在报告中注明。
5Z0
5.2.2在常温下，用游标卡尺测量试样中部的高和宽，精确至土0.1mm 5.3制样 5.3.1由定形制品上切取的试样，如果已知制品的压制方向，应保留垂直于压制方向的一个原砖面做试样的压力面，并做标记，而长度方向的其他表面不应有原砖面。 5.3.2使用模型制备的不定形耐火材料试样，以成型时的侧面作为试样的压力面。 5.3.3一般情况下，试样应在（110士5）℃干燥至恒量；对易水化试样，应尽可能干切，如需湿切，湿切后用干布将水擦干后立即在电热干燥箱内（110土5）℃干燥至恒量；对含碳材料，湿切后立即在电热干燥箱内40℃以下干燥至恒量。 5.3.4对化学结合耐火制品或不定形耐火材料，通常需要经过预处理，预处理条件需经有关方面协商并在试验报告中注明。
6 试验步骤
6.1常温测试
6.1.1将试样对称地置于下刀口上，试样与下刀口接触面的中心位置安装位移测量装置。 6.1.2使上刀口在试样的压力面中部垂直地均匀加荷，直至试样断裂。应力增加速率应符合下列规定：
致密耐火制品（0.15士0.015）MPa/s；
3 GB/T38978—2020
隔热耐火制品（0.05土0.005）MPa/s。
6.1.3记录加荷过程中试样承受的载荷值和对应的中心变形量。 6.2高温测试 6.2.1试验温度应由有关方面商定，推荐使用100℃的倍数（如1000℃，1100℃，1200℃等），如果需要也可使用50℃的倍数（如1050℃，1100℃，1150℃等）。 6.2.2将试样对称地置于试验炉内的下刀口上，按规定的速率升温，一般为4.5℃/min～5.5℃/min。
对致密定形耐火材料，当温度超过500℃时，可采用10℃/min的升温速率。 6.2.3达到试验温度时，将试样在此温度下保温一段时间，以使试样上温度分布均匀，温差不超过十10℃，保温时间应在试验报告中注明 6.2.4将试样加热到试验温度时开始保温计时。对于烧成耐火材料保温时间为30min。热处理过的不定形耐火材料保温时间为30min；未热处理的不定形材料的保温时间可为60min，也可由相关方协商确定。保温时间和不定形材料的热处理条件应在试验报告中注明。 6.2.5在试验过程中，由位于试样压力面中点附近的热电偶测量的温度波动不超过土2℃。 6.2.6同6.1.2。 6.2.7 在试验温度下，记录加荷过程中试样承受的载荷值和对应的中心变形量。
7结果计算
7.1 分别按式（1）、式（2)计算应力与应变：
oM 2bh2 3pl 6wh [2
..( 1)
..(2)
E=
式中： b p b h 试样高度，单位为毫米（mm）；
应力，单位为兆帕（MPa）：施加载荷，单位为牛（N)；试样宽度，单位为毫米（mm）；
应变；中心变形量，单位为毫米（mm）；支承刀口之间的距离，单位为毫米（mm）。
E
1
7.2 按试验过程中应力与应变的变化值绘制应力应变曲线 7.3 按照GB/T8170，应力修约至1位小数，应变修约至2位有效数字。
Pz1C
：试验报告
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试验报告应包括： a）实验室名称； b）试验日期； c）本标准编号； d）试样名称和编号； e) 试样数量； 4 GB/T38978—2020
f) 试验温度及保温时间； g) 试样预处理条件； h) 试样尺寸； i) 试样的取样位置； j) 支承刀口之间的距离； k) 升温速率； 1) 试验气氛； m) 加荷过程中的载荷值与对应的中心变形量； n) 试样断裂时的应力与应变； 0) 试验过程中的偏离与异常
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