Способ контроля физических свойств ферромагнитных изделий

 

1.СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий намагничивание контролируемого изделия, локализацию намагничиваюmefo поля на поверхности изделия с помощью-концентратора магнитного поля и последуквдее измерение тангенциальHkx составляющих, напряженности остя .точного магнитного поля и двух фиксированных точках изделия, отличающийс я тем, что, с.целью повышения достоверности способа, изделие намагничивают до насьлцения, после снятия намагничивающего поля концентратор сдвигают вдоль поверхности изделия, тангенциальные составляющие остаточного магнитного поля измеряют в при-{9 сутствии концентратора, а о величине 1 контролируемого параметра судят по /f разности тангенциальных составляющих ш остаточного магнитного поля. i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) 4 (51) С 01 11 27 72

18 -

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHO5hV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3625978/24-21 (22) .26. 07. 83 (46) 15.02.85 ° Бюл. 9 6 (72) Г. С,Чернова. Э. Э. Федорищева, В.П.Табачник и Л.Х. Фридман (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики металлов Уральского научного центра AH СССР (53) 621.317.44(088.8) (56) 1.Ìåëüãóé N ° A. Магнитный контроль механических свойств сталей.

Минск, Наука и техника, 1980, с.140-141,169.

2. Forster F und Zizelmann G.

Zur zer stdrungstreieu:. Bestimmung

der В1еспап1эо гор1е.-Zeitschrif t

ЙGr )Metal lkundg Bd. 45,94, 1954, Б;.245-247. (54)(57) 1.СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий намагничивание контролируемого изделия, локализацию намагничивающего поля на поверхности иэделия с помощью концентратора магнитного поля и последующее измерение тангенциальнЬпс составляющих. напряженности остаточного магнитного поля и двух фиксирован йых точках изделия, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с.целью повышения достоверности способа, иэделие намагничивают до насыщения, после снятия намагннчивающего поля концентратор сдвигают вдоль поверхности изделия, тангенциальные составляющие остаточного магнитного поля измеряют в при- 9 сутствии концентратора, а о величине), контролируемого параметра судят по Ц ф разности тангенциальных составляющих остаточного магнитного поля.

1140032

2,1 Rca 2,3 R

1 5 Вфа1,7 R где

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что концентратор сдвигают на расстояние, равное расстоянию от центра основания концентратора до его границы, а положения точек измерения тангенциальных составляющих отсчитывают в обе стороны от нового положения центра основания концентратора вдоль направления его сдвига и определяют из следующих соотношений:

Изобретение относится к дефектоскбпии и может быть использовано для неразрушающего контроля изделий из феромагнитных материалов.

Известен способ контроля механических свойств ферромагнитных изде- лий, включающий предварительное намагничивание участка изделия импуль" сным полем соленоида, ось которого перпендикулярна поверхности изделия, 1О и измерение градиента нормальной составляющей остаточного магнитного поля (13.

Однако известный способ применяется в основном, для контроля низкокоэрцитивного стального проката и не позволяет достоверно контролировать .массивные стальные изделия со сравнительно высокой коэрцитивной силой.

Наиболее близким к предложенному Я является способ определения физических свойств ферромагнитных иэделий, включающий намагничивание контролируемого изделия с помощью концентратора магнитного поля и последующее измерение суммы тангенциальных составляющих напряженности остаточного магнитного поля в.двух фиксированных точках изделия, но уже в отсутствие концентратора. При этом для намагничивания используют точечный полюс стержневого постоянного магнита, а!, напряженность остаточного поля определяют в точках, симметричных относительно полюса (21 .

Однако при появлении зазора (связанного,=например,с несовершенством поверхности контролируемого изделия) между; полюсом магнита и изделием уменьшается и сумма тангенциальных составляющих остаточного поля. Поскольку влияние зазора в указанном. способе никак не компенсируется, то измеряемая величина суммы тангенциальных составляющих зависит от случайного зазора между полюсом и листом., что снижает достоверность контроля.

При использовании лучших со еменрасстояние от центра основания концентратора до его границы; и (— расстояния точек измерения от нового положения центра концентратора соответствен. но против и вдоль направления сдвига. ных магнитов из самарий-кобальтовых сплавов индукция в полюсе не превышает 1 Тл. При таком небольшом зна-; чении достигаемой индукции ошибка, связанная с влиянием зазора, тем более значительна, поэтому этот способ и устройство применяются для определения аниэотропии тонколистового материала с коэрцитивной силой меньще 16 A/ñì. Таким образом, недостат ком способа является низкая достоверность,- контроля, обусловленная влиянием зазора между источником намагничиваюшего поля и датчиками остаточной намагниченности с одной стороны и контролируемым изделием с другой.

Цель изобретения - повышение достоверности способа.

Указанная цель достигается согласно способу контроля физических свойств ферромагнитных изделий,включающему намагничивание контролируемо го изделия, локализацию намагничиваю щего поля на поверхности .изделия с .. помощью концентратора магнитного по.ля и последующее измерение тангенциальных составляющих напряженности остаточного магнитного поля в двух фиксированных точках изделия, изделие намагничивают до насыщения, после

I снятия намагничивающего поля концентратор сдвигают вдоль поверхности изделия, тангенциальные составляющие остаточного магнитного поля измеряют в присутствии концентратора, а о величине контролируемого параметра судят по разности тангенциальных со:ставляющих остаточного магнитного поля.

Кроме того, концентратор сдвигают на расстояние, равное расстоянию от центра концентратора до его грани цы, а положения точек измерения тангенциальных составляющих отсчитыва ют в обе стороны от нового положения центра основания концентратора

1140032 вдоль направления его сдвига и определяют из следующих соотношений

21Rca <23R

1,5 R cg à c1,7 R где R — расстояние от центра основания концентратора до его границы; а и g- расстояния точек измерения от нового положения центра концентратора соответственно против и вдоль направ- 10 ления сдвига.

На фиг.1 изображены тангенциальные составляющие поля после сдвига концентратора в зависимости от координаты Х вдоль направления сдвига кон- 15 центратора; на фиг.2 — зависимость разности Н тангенциальных составляющих от положения одной из точек измерения (д) Ilpa фиксированной второй точке (а), в которой напряженность максимальна, для двух случаев, когда зазор 8 = О и S ) О;на фиг;3зависимость разности тангенциальных составляющих от коэрцитивной силы изделия (Н )1 на фиг ° 4 - устройство для осуществления способа.

Устройство сод, ржит электромагнит, сердечник которого служит концентратором 1, магниточувствительные элементы 2 и 3, расположенные осью максимальной чувствительности в плоскости контролируемого изделия

4.

На фиг.1 обозначено: Оо - первоначальное положение центра основания концентратора 1; 0 — его новое положением н а, нца — тангенциальные составляющие в соответствующих точках при наличии зазора 8

Элементы 2 и 3 жестко закреплены относительно концентратора 1, при 40 этом

1Н .= 4 Ноа дн = Нь — Н а, Способ осуществляют следующим образом.

Размещают концентратор 1 электромагнита на поверхности изделия 4 и включают намагничивающий ток, намаг-ничивающий изделие 4, до насыщения.

После этого ток отключают, концентратор 1 сдвигают на расстояние В., измеряют разность тангенциальных составлякицих в точках а и д, по которой судят о контролируемом парамет- 55 ре, например коэрцитивной силе изде. лия 4. После сдвига электромагнита на расстояние равное R максимальные

ЬН см

Н А/см

Марка стали

В= 0 без зазо-. ра

S ) О .с зазо-. ром

16,5

44

ШХ15СГ

11,5.34

ЗОХГСА

6,0

5,5

ШХ15

Как видно из таблицы, величина дН пропорциональна Н и зазор

8=0 5 мм между сердечником электромагнита и образцом практически не влияет на величину а.Н. Измерение

hH в определенных фиксированных точках позволяет по этой величине надежно различить стали с различной коэрцитивной силой и при этом полностью скомпенсировать влияние зазора.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет достоверно контролировать массивные стальные изделия с коэрцитивной силой

Нс Э 16 A/cM что невозможно asвестными способами из-за влияния зазора. значения Hg и Н„ и их месторасположения на оси Х остаются практически такими же, как и при удалении электромагнита с поверхности изделия.

На фиг.1 видно, что зазор S) О уменьшает значения тангенциальной составляющей напряженности поля во всех точках на оси Х и что точки а и g находятся от центра О полюса на оптимальных расстояниях: соответственно 2,2 R и 1,6 R. При этом в двух фиксированных точках влияние зазора уменьшает величину тангенциальных составляющих напряженности остаточного поля на равную-величину (точки а и g на фиг.1), что поз. воляет использовать в качестве информативного параметра разность ьН этих величин, исключающую влияние зазора (фиг.2). Видно, что кривые при отсутствии и наличии зазора пересекаются в одной точке g, лежащей на оптимальном расстоянии 1,6 Н от центра полюса О.

В таблице приведены результаты экспериментальной проверки способа:

1140032 ф08. Я

Составитель С.Шумилишская

Редактор К Волощак Техреду С.Легеза Корректор МЛеонтЮк

В

Заказ 255/33 Тираж 891 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проектная,4