Способ измерения остаточных напряжений в текстурованных магнитных материалах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик ()962822 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 1.2. 03.80 (21) 2911416/18-21 с присоединением заявки Ph

В (23 } Приоритет

Опубликовано 30. 09 ° 82 ° Бюллетень № 36

Дата опубликования описания.30.09.82

/ (51) М. Кл.

G 01 R 33/12 евеудеротекииый комитат

СССР

Ro лелем изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. .44(088.8) В. К. Чистяков, Г. С. Корэунин, Ю. А. Лазарев и О. Б. Коробка (72) Авторы изобретения!

Ордена Трудового Красного Знамени инстит Т, физики металлов Уральского научного центра АН CCCP и Верх-Исетский металлургический завру (7l) Заявители (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

В ТЕКСТУРОВАННЫХ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано в металлургической и электротехнической промышленности для достоверной оценки качества рулонной электротехнической стали.

Известны способы и устройства для определения магнитных свойств листового или движущегося рулонного материала, предназначенные для массового контроля качества заданных магнитных характеристик неповреждающими методами и включающими в себя операции перемагничивания материала, усиления и преобразования выделяемых сигналов и последующей их регистрации и обработки Pl).

Основной недостаток укаэанных способов определения качества электротехнической стали состоит в том, щ что измерения магнитных свойств проводят на специально приготовленных образцах, имеющих установленную форму и отожженных после нарезки. При

2 изменении размеров или формы образцов, например, при измерении магнитных .свойств в Движущейся ленте или листах требуется вводить в результаты измерений поправочные коэффицициенты, чтобы обеспечить их сходимость с результатами стандартных измерений. Различия в свойствах об" разцов различных размеров и образцов после резки и после отжига для снятия наклепа обусловлены внутренними упругими (остаточными) напряжениями, которые образуются в электротехнической стали при технологических операциях ее изготовления, например,при нанесении электроизоляционных покрытий и выпрямпяющем отжиге. Известные способы и устройства для определения магнитных свойств листовой или рулонной электротехнической стали не позволяют производить оценку влияния остаточных напряжений на магнитные. свойства, что является одной из главных причин неэффективного их использования, 9б2822

Известен также способ оценки влияния остаточных напряжений на магнитные свойства путем сравнения магнитных характеристик, измеренных на стандартных образцах после резки и после повторного отжига для снятия накрепа $2).

Однако известнйй способ нетехно логичен, требует длительного времени, трудоемок, приводит к бесполезному расходу металла и, главное, .не позволяет оценить остаточные напряже-ния в целых листах или по длине ру-: лона на движущейся ленте.

Цель изобретения - повышение точ- . ности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, основанному на перемагничивании материа ла переменным полем и измерении магнитных потоков, намагничивают материал значением напряженности внешнего магнитного йоля, соответствующим состоянию намагниченности насы.:щения материала, затем намагничивают его, значением напряженности внешнего магнитного поля, соответствующим максимальной проницаемости, и по величине отношения этих сигналов судят о величине остаточных напряжений, На фиг. 1-3 приведены зависимости, поясняющие предлагаемый способ; на фиг. 4 - схема устройства для его реализации.

Способ определения остаточных напряжений основан на экспериментально установленных закономерностях: слабого влияния остаточных напряжений на магнитную индукцию насыщения материала В» сильной связи между величиной отношения магнитных индукций

В /8> материала с остаточными напряжениями и изменением удельных потерь

b.Р этого материала при дополнительном отжиге.Данные фиг. 1 иллюстрируют возмож:ность определения величины магнитной индукции в полях 100 А/м - В при оо максимальной проницаемости материала без остаточных напряжений по измерениям индукции насыщения в полях

2500 А/м - В .Связь между этими величинами близка к линейной. Оста" точные напряжения практически не влияют на магнитную индукцию при насыщении, поэтому значение В„ р материала без остаточных напряжений можно определить, измеряя 8 на мате ! риале с напряжениями.

Данные фиг. 2 позволяют по зна+ чению В с высокой достоверностью

5 оценить значение удельных потерь.

Чем сильнее ухудшаются удельные потери под действием остаточных напряжений, тем сильнее снижается магнитная индукция В„р,„ Поэтому изменение

ie магнитной индукции В рр максимальной проницаемости под действием оста" точных напряжений характеризует влияние остаточных напряжений на удельные потери.

Таким образом, измеряя на матери.але с остаточными напряжениями маг.нитную индукцию при максимальной про. ницаемости и при насыщении, можно onpepewxb относительное изменение маг2в1нитной индукции В, под действием остаточных напряжений и этой величиной оценять остаточные напряжения в материале.

Это доказывается экспериментальны@ ми данными (фиг. 3).Сильная связь между изменением удельных потерь под дей ствием остаточных напряжений и отношением магнитных индукций 8 / gosволяет рассчитать изменение удсльных

Зв потерь при дополнительном отжиге по корреляционным соотношениям

Сйособ осуществляется следующим образом.

Материал с остаточными напряжения35 ми намагничивают до состояния максимальной проницаемости, определяют сигнал, пропорциональный магнитному по". току при максимальной проницаемости, eN 1 Ь = Вм- $ > где S - сечение материала.

Материал с остаточными напряжениями намагничивают до состояния насы45 щения и определяют сигнал, пропорциональный магнитному потоку при насыщении, Ф

О - ф = 8 "$ (г)

Отношейие сигналов и /О характеризует остаточные напряжейия в материSO але

РВм S Вм»

u/u

2. 85- $8в

Устройство для реализации способа (фиг. 4), включающее источник 1 питания, блок 2 измерения магнитного потока в поле напряженностью свыше

2500 А/м, блок 3 измерения магнитного потока в поле напряженностью

22 6

Использование предлагаемого способа позволит наиболее достоверно производить контроль качества рулочной анизотропной электротехнической стали, что обеспечит ее рациональное использование. Возможность определения на неотожженном материале уровня остаточных напряжений позволит выбрать партии стали, на которых дополнительный отжиг дает наиболее эффективные

;результаты, и исключить из процесса отжига партии стали, для которых дополнительный отжиг Неэффективен .. 9628

Способ измерения остаточных напря" жений в текстурованных магнитных материалах, основанный на перемагничивании материала переменным полем.и измерении магнитных потоков, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, намагничивают материал:значением напряженности -внешнего магнитного поля, соответствующим состоянию намагниченности насыщения материала, затем намагничивают его значением напряженности внешне

ro.èàãHèòíîãî поля, соответствующим максимальной проницаемости, и по величине отношения этих сигналов судят о величине остаточным напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 451970, кл. G 01 R 33/12, 1974

2. Дружинин В. В. Магнитные свойства электротехнической стали. И., "Энергия", 1974, с, 178.

50-250 А/м, блок 4 деления сигналов, индикатор 5 влияния остаточных напряжений, катушку 6 для измерения индукции в слабом поле, измерительную катушку 7 для измерения индукции в поле свыше 2500 А/м намагничивающий соленоид 8, полосу 9 электротехнической стали, график 10 распределения поля в соленоиде 8.

Магнитный материал, например по - 1Ф лоса 9 электротехнической стали, находится в намагничивающем соленоиде 8, подключенном к источнику 1 питания и создающем неоднородное поле по длине материала. На участке И соленоида с максимальной напряженностью поля порядка 2500 А/и установлена катушка 7, а на участке соленоида с напряженностью порядка 80-.

300 Аlм катушка 6. Катушки б и 7 сое- зв динены с блоками 2 и 3 измерения маг» нитного потока, присоединенными к блоку 4 деления и индикатору 5 . оста" точных напряжений.

Устройство работает следующим об- 2s разом.

Источник 1 подает переменное нап-:. ряжение на соленоид 8. От измеритель" ных катушек 6 и 7 поступают сигналь1 U< vt U>, пропорциональные магнит" вв ному потоку в полосе 9 при максимальной проницаемости и при насыщении у ф Ве

Сигйалы поступают на блок 4 деления, с которого сигнал пропорциональный отношению этих величин, подается на индикатор 5, например вольтметр, отградуированный в значениях изме-, нения удельных потерь под влиянием1 остаточных напряжений.

Формула изобретения

962822

"/м

Составитель А. Орлов

Техред Т.фанта Корректор Н. Король

Редактор В. Петраш

Заказ 7500/63

Тираж 717 Подписное

ВНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

133035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4