Способ неразрушающего контроля физико-механических свойств изделий Советский патент 1987 года по МПК G01N27/80 

Изобретение относится к области неразрушающих испытаний ферромагнитных материалов и изделий, предназначено для контроля физико-механических свойств, например твердости изделий, и может быть использовано на машиностроительных, металлургических и других предприятиях.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

На фиг.1 изображены несимметричная и предельная петли гистерезиса и соответствующие им зависимости магнит- ных проницаемостей от поля; на фиг.2- функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.З - основные временные диаграммы работы Устройства.

Способ осуществляется следующим образом.

Контролируемое изделие перемагни- чивают по несимметричной петле гистерезиса, воздействуя на него знакопеременным полем со смещенным нулем так, что в прямом направлении пере- магничивание осуществляется полем Н, достаточным для намагничивания изделия до технического насьщения, а в обратном - полем Н (фиг.1а, кривая 1), при котором достигается наибольшее различие между максимальными про- ницаемостями на восходящей ветви несимметричной петли гистерезиса изделий, отпущенных при максимальной

и минимальной температурах, и которое момент t,, соответствующий максимуму определяется экспериментально для каждого типа контролируемых деталей, измеряют максимальное значение |Un, магнитной проницаемости на восходящей ветви несимметричной петли (фиг.16, кривая 1) при изменении поля от Hg до Н, регистрируют соответствующую ему величину поля Н, измеряют при этом значении -поля величину магнитной проницаемости ly на предельной петле гистерезиса (фиг.16, кривая 2) при изменении поля от H, до Hjj (фиг.1 а, кривая 2) и по разности Д|и |iir«-(К измеренных значений проницаемостей судят о физико-механических свойствах контролируемого изделия .

Способ может быть реализован с помощью устройства, функциональная схема которого приведена на фиг.2.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1,, усилитель 2 мощности, блок 3 намагничивания.

г

текущего значения магнитной проницаемости (фиг.З), определитель 11 максимума вырабатывает управляющую коман40 ДУ, поступающую на блоки 5 и 12, и производится запоминание максимума проницаемости и текущего значения напряженности магнитного поля ,. Инвертор 6 инвертирует сигнал, пос45 тупающий с выхода блока 5 и соответствующий запомненному значению Н,. При перемагничивании по нисходящей ветви предельной петли гистерезиса выходное напряжение измерителя 4, соответствующее текущему значению магнитного поля, поступает на первьш вход компаратора 7, на втором входе которого установлено напряжение, соответствующее полю Н,. В момент t (фиг.36,в), когда текущее значение магнитного поля равно ,, напряжения на обоих входах компаратора 7 совпадают и компаратор 7 вырабатывает управляющую команду, поступающую на

50

55

измеритель 4 напряженности магнитного поля, первый блок 5 выборки и хранения, инвертор 6, компаратор 7, вто- рой блок 8 выборки и хранения и блок 9 суммирования. Устройство содержит также последовательно соединенные измеритель 10 магнитной проницаемости, вход которого подключен к выходу

0 блока 3, определитель 11 максимума и третий блок 12 выборки и хранения, выход которого подключен к второму входу блока 9 суммирования, выход блока 11 подключен к второму входу

5 блока 5, а выходы измерителей 4 и 10 подключены соответственно к второму входу компаратора 7 и вторым входам блоков 12 и 8.

Устройство работает следующим об0 разом.

Генератор 1 вырабатывает пилообразное напряжение со смещением нулевого уровня, которое через усилитель 2 мощности поступает в блок 3 намаг5 ничивания, где происходит перемагни- чивание контролируемой детали (не показана) по несимметричной петле гистерезиса, образованной приложением максимального поля Н в прямом и поля

0 Н- в обратном направлении. Сигналы ,с блока 3 намагничивания поступают на измерители 4 и 10 cooTBeTcfBeHHO поля и проницаемости. При перемагни- чивании детали по восходящей ветви

с несимметричной петли гистерезиса в

момент t,, соответствующий максимуму

момент t,, соответствующий максимуму

г

текущего значения магнитной проницаемости (фиг.З), определитель 11 максимума вырабатывает управляющую коман0 ДУ, поступающую на блоки 5 и 12, и производится запоминание максимума проницаемости и текущего значения напряженности магнитного поля ,. Инвертор 6 инвертирует сигнал, пос5 тупающий с выхода блока 5 и соответствующий запомненному значению Н,. При перемагничивании по нисходящей ветви предельной петли гистерезиса выходное напряжение измерителя 4, соответствующее текущему значению магнитного поля, поступает на первьш вход компаратора 7, на втором входе которого установлено напряжение, соответствующее полю Н,. В момент t (фиг.36,в), когда текущее значение магнитного поля равно ,, напряжения на обоих входах компаратора 7 совпадают и компаратор 7 вырабатывает управляющую команду, поступающую на

0

5

3 135591

второй вход блока 8, по которой в этом блоке производится запоминание текущего значения магнитной проницаемости. Выходные напряжения блоков 12 и 8, пропорциональные значениям магнитной проницаемости в моменты времени

t,, и

суммируются в блоке 9, и

на его выходе устанавливается сигнал, соответствующий д |u (фиг.Зв), которьш является выходным сигналом устройства.

Величина разности измеренных значений проницаемости определяется в основном необратимым изменением намаг- ниченности ферромагнетиков и для большинства изделий из среднеуглеро- дистых сталей однозначно связана с их твердостью после высокотемпературного отпуска. Формула изобретения

Способ неразрушаницего контроля физико-механических свойств изделий.

g

0

при котором контролируемое изделие перемагничивают и по разности двух измеренньк значений магнитной проницаемости определяют физико-механические свойства изделия, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния достоверности контроля, изделие перемагничивают по несимметричной петле гистерезиса путем воздействия на него знакопеременным полем со смещенным нулем, одно значение магнитной проницаемости определяют, измеряя максимальное значение магнитной проницаемости на восходящей ветви несимметричной петли гистерезиса, определяют соответствующую этому значению величину поля, а второе значение магнитной проницаемости определяют, измеряя при этом значении поля величину магнитной проницаемости на нисходящей ветви предельной петли гистерезиса.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля физико- механических свойств ферромагнитных изделий, например их твердости. Цель изобретения - повышение достоверности контроля изделий. Способ заключается в перемагничивании контролируемого изделия по несимметричной петле гистерезиса и измерении магнитной проницаемости на отдельных участках петли . гистерезиса. Измерение магнитной проницаемости осуществляется Следующим образом: измеряют максимальное значение магнитной проницаемости на восходящей ветви указанной петли, регистрируют соответствующую ему величину поля и измеряют при этом значении величину магнитной проницаемости на предельной петле гистерезиса. По разности измеренных значений магнитных проницаемостей судят о физико-механических свойствах изделия. 3 ил. i (Л оэ СП сл со