Способ контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобретения - повышение достоверности и точности контроля. Для этого предварительно намагничивают изделие в импульсном поле величиной 0,1-0,01Н, измеряют величину нормальной составляющей градиента напряженности поля остаточной намагниченности, затем изделие намагничивают серией импульсов аксиально симметричного магнитного поля Н, направленного перпендикулярно к поверхности изделия и превышающего по величине его коэрцитивную силу Н<SB POS="POST">с</SB>, измеряют нормальную составляющую градиента напряженности поля остаточной намагниченности и находят отношение измеренных значений градиентов, по которому определяют величину контролируемой механической характеристики по заранее установленной на контрольных образцах корреляционной связи между механической характеристикой и измеряемым магнитным параметром. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 С 01 N 27/80

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4360908/25-28 (22) 16.11.87 (46) 30.08.89. Бюл. В 32 (71) Институт прикладной физики

АН БССР (72) М.А.Мельгуй, В.Д.Пиунов и Э.А.О1идловская (53) 620.179.14(088.8) (56) Мельгуй М.А.Магнитный контроль механических свойств сталей. Минск:

Наука и техника, 1980, с. 140.

Авторское свидетельство СССР

l1 1323942, кл. С 01 N 27/80, 1986, Авторское свидетельство СССР

111 728068, кл. С Ol N 27/80, 1974. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобрете.ния — повышение достоверности и точИзобретение относится к неразрушающему контролю изделий из ферромагнитных материалов, предназначено для контроля качества термической обработки и механических свойств иэделий в черной металлургии и отраслях машиностроения, например тонколистового проката, тонкостенного профильного проката.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля изделий малой толщины эа счет обеспечения однозначной зависимости измеряемого параметра от механических свойств иэделий и повышение точности контроля эа счет

„„SU 1 4 6 А1 ности контроля. Для этого предвари" тельно намагничивают иэделие в импульсном поле величиной 0,1-0,01 Н, измеряют величину нормальной составляющей градиента напряженности поля остаточной намагниченности, затем изделие намагничивают серией импульсов аксиально симметричного магнитного поля Н, направленного перпендикулярно к поверхности изделия и превышающего по величине его коэрцитивную силу Нс, измеряют нормальную составляющую градиента напряженности поля остаточной намагниченности и находят отношение измеренных значений градиентов, по которому определяют величину контролируемой механической характеристики по заранее установленной на контрольных образцах корреляционной связи между механической характеристикой и измеряемым магнитным параметром, 4 ил. независимости результатов измерений от изменения толщины иэделия.

На фиг.! показана зависимость (а) отношения величин Ч Н р и Ч Н „, от режима термообработки (температуры отжига) стали 08Ю, характеризующей структурное состояние металла и соответственно его механические характеристики (пунктирными кривыми (Ь,c) показана зависимость величины gH(, и Ч Н„ соответственно при намагничи1 ванин с амплитудой импульсов Н и

Н,); на фиг,2 — зависимость величин

ЧН„и ЧН1. (кривые с и d) и их отног

1 шения (кривая f) от предела прочнос3 50458 ти Q» на фиг.З вЂ” структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг.4 — зависимость величины ЧН . (кривая g) и отношения ЧH„(ЧНр

"а (кривая Ь) от толщины для образцов стали Ст.20 в одном и том же структурном состоянии.

Устройство для реализации способа состоит иэ двух блоков 1 и 2 намагни-lp чивания, преобразователя 3, содержащего намагничивающий элемент — соленоид, и измерительный — феррозондградиентомер, блока 4 измерения, электронных ключей 5-9, двух счетчи- 15 ков 10 и 11 импульсов, блока 12 запоминания, блока 13 деления, индикатора 14.

Блоки 1 и 2 намагничивания через ключи 5 и 6 соединены последователь- 20 но с намагничивающим соленоидом преобразователя 3 и счетчиками IO u 11 импульсов. Ключи 5-9 управляются соответственно счетчиками 10 и 11.

Ферроэонд-градиентометр преобраэо- 25 вателя 3 соединен последовательно с блоком 4 измерения,выход которого через электронные ключи 7 и 8 связан соответственно с блоком 12 запоминания и блоком 13 деления, а выход 30 последнего через электронный ключ 9 соединен с индикатором 14.

Способ осуществляют следующим образом, 1 35

Намагничивающий соленоид преобразователя устанавливают торцом на поверхность контролируемого изделия, через обмотку соленоида пропускают серию импульсов тока последовательно 40 от одного и затем от другого источника импульсного тока. В процессе намагничивания измеряют величину нормальной составляющей градиента напряженности поля остаточной намагни- 45 ченности, например, с помощью ферроэонда-градиентомера, расположенного внутри намагничивающего соленоида вдоль его оси. Измерения проводят после окончания серии импульсов от 5р первого источника и по окончании всего цикла намагничивания, причем амплитуда импульсов устанавливается .равной соответственно 0,01H + Н O,1Í и Н. Находят отношение измеренных величин и на основании предваритель но установленных корреляционных связей между величиной отношения градиентов ЧН ° и ЧНг, и интересуюЬ 4 щими нас механическими свойствами определяют последние.

При импульсном локальном магнитном контроле изменение толщины изделия является мешающим фактором, так как при толщинах 0,4-15 мм градиент напряженности поля остаточной намагниченности уменьшается с ростом толщины. Для интервала толщин, например, 0,4-5 мм можно выбрать режим намагничивающих импульсов по амплитуде импульсов так, что величина отношения Ч Н и ЧН существенно меньше изменяется при вариациях толщины испытуемого материала изделия), при этом само отношение остается зависимым от химического и фазового состава вещества изделия и может служить при наличии соответствующих корреляционных связей для определения механических свойств.

Устройство работает следующим образом.

Счетчики 10 и 11 импульсов устанавливают на заданное число и включают блок 1 намагничивания. Ключ 5 открыт, при этом контролируемое изделие, на которое предварительно установлен намагничивающий соленоид преобразователя 3, начинает намагничи" ваться, а вторичный сигнал преобразователя 3 (с его измерительного элемента) поступает в блок 4 измерения градиента напряженности поля остаточной намагниченности. С выхода блока 4 измерения сигнал поступает на электронные ключи 7 и 8, управляемые счетчиками 10 и 11 импульсов, причем после прохождения заданного " числа импульсов малой амплитуды от блока намагничивания счетчик 10 закрывает ключ 5, открывает ключи

6, 7 и включает в работу блок 2 намагничивания, а счетчик 11 открывает ключи 8 и 9 после прохождения полного цикла импульсов намагничивания, т.е ° по окончании заданного числа импульсов большой амплитуды от блока

2 намагничивания. В результате после окончания цикла намагничивания в блок

13 деления из блока 12 запоминания и непосредственно из блока 4 измерения через ключ 8 поступает сигнал, характеризующий величины градиента напряженности поля остаточной намагниченности после первой серии импульсов от блока 1 намагничивания и после завершения всего цикла и серии импульсов

Таким образом, как это видно из фиг.4, обеспечивается меньшая зависимость результатов измерений от толщины материала в интервале толщин

0,4-5 мм. Это позволяет повысить достоверность контроля при вариациях толщины изделий данной номенклатуры, упростить и ускорить процесс внедре,ния нераэрушающего контроля механи ;

5 1 504 > 86 6 от блока 2 намагничивания. К этому ческих свойств в случае объединения времени открывается ключ 9 и резуль- н единый информационный массив ретат деления, служащий параметром эультатов испытаний на разных толщиконтроля, подается на индикатор 14. нах.

Интервал величины импульсного

5 магнитного поля Н при преднаритель- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ном намагничивании изделия

0Ä01H (H, < 0„1H Способ контроля механических охватывает оптимальный режим намаг- 10 свойств иэделий иэ ферромагнитных маничивания как с точки зрения отстрой- териалов, заключающийся в том, что ки от мешающего влияния толщины ме- изделие намагничивают серией импульталла, так и с точки зрения стабиль- сов аксиально симметричного магнитности и воспроизводимости результатов ного поня Н, направленного перпенди;измерения, 15 кулярно к поверхности изделия и преПри слишком малых полях изделие вышающего по величине его коэрцитив обычно промагничивается слабо, оста- ную силу, воздействуют на иэделие точная намагниченность отсутствует дополнительным аксиально сиимметрич или близка к нулю и зависит от маг- ным импульсным магнитным полем Н, нитной предыстории, погрешность изме- 20 величиной, меньшей намагничивающего рения ее градиента велика и повысить поля, и измеряют нормальную составв оспроиэводимость и достоверность ляющую градиента напряженности поля

/ конечного результата измерения не остаточной намагниченности, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

При полях Н, ) 0<1Н возможно отсут- 25 повышения достоверности и точности ствие самого эффекта отстройки от контроля иэделий малой толщины возf мешающего влияния толщины, поскольку действие дополнительным аксиально зависимости Ч Н q, и Ч Н < от толщины симметричным импульсным магнитным приближаются к пропорциональным, не- полем осуществляют перед намагничипропорциональность зависимостей 30 ванием изделия серией импульсов поля появляется обычно при Н, С Нс. Н, величину Н < дополнительного поля выбирают из соотношения

0,01 H + Н < c 0,1Н, после намагничивания иэделия серией импульсов поля

Н измеРяют нормальную составляющую грациента напряженности поля остаточной намагниченности и по отношению измеренных значений градиентов с учетом заранее установленной корреля40 ционной зависимости определяют меха» нические свойства иэделия, 1504586

Ъъ

120

120 дР зо so

70 6>, rn/мн

Фиг.2

°

200 460 ИШ Т

Фаг.1

1504586

Филд б

2 4 тофщино, мм

Фиа4

Составитель И.Рекунова

Техреду A.Êðàâ÷óê Корректор О.Кравцов, Редактор Н.Горват

Заказ 5246/45

Тиран 789

Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101