Способ контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N27/80 

1

(21)4360908/25-28

(22)16.11.87

(46) 30.08.89. Бюл. № 32

(71)Институт прикладной физики АН БССР

(72)М.Л.Мёльгуй, В.Д.Пиунов и Э.Л.Шидловская

(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 1323942, кл. G 01 N 27/80, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 728068, кл. G 01 N 27/80, 1974.

(54)СПОСОБ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

(57)Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобрете.ния - повьппение достоверности и точности контроля. Для этого предварительно намагничивают изделие 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 Hj., 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.

с S

(Л

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_с, 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.

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий из ферромагнитных материалов, предназначено для контроля качества термической обработки и механических свойств изделий в черной металлургии и отраслях машиностроения, например тонколистового проката, тонкостенного профильного проката.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля изделий малой толщины за счет обеспечения однозначной зависимости измеряемого параметра от механических свойств изделий и повьш1ение точности контроля за счет

независимости результатов измерений от изменения толщины изделия.

На фиг.1 показана зависимость (а) отношения величин VHpj и VH, от режима термообработки (температуры отжига) стали 08Ю, характеризующей структурное состояние металла и соответственно его механические характеристики (пунктирными кривыми (Ь,с) показана зависимость величины vHf., . соответственно при намагничивании с амплитудой импульсов Н и Н,); на фиг.2 - зависимость величин ivHp иуН, (кривые с и d) и их отно- шения (кривая f) от предела прочноесд

о (

UI

00

Од

ти на фиг.З - структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг.А - зависимость величины VHr (кривая g) и отношения VH. /vH|. (кривая h) от толщины для образцов стали Ст.20 в одном и том же структурном состоянии.

Устройство для реализации способа

состоит из двух блоков и 2 намагни-10 толщины. Для интервала толщин, начнвания, преобразователя 3, содержащего намагничивающий элемент - соленоид, и измерительный - феррозонд- градиентомер, блока 4 измерения.

пример, 0,4-5 мм можно выбрать режим намагничивающих импульсов по ампли-; туде импульсов так, что величина отношения 7 Н с- и VHf существенно

электронных ключей 5-9, двух счетчи- 15 меньше изменяется при вариациях толков 10 и 11 импульсов, блока 12 запо- щины испытуемого материала изделия),

минания, 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 10 и И импульсов. Ключи 5-9 управляются соответственно счетчиками 10 и 11.

Феррозонд-градиентометр преобразо-25 вателя 3 соединен последовательно с блоком 4 измерения,вь«од которого через электронные ключи 7 и 8 связан соответственно с блоком 2 запопри 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 устаминания и блоком 13 деления, а выход 30 новлен намагничивающий соленоид препоследнего через электронный ключ 9 соединен с индикатором 14.

Способ осуществляют следующим образом. I

Намагничивающий соленоид преобразователя устанавливают торцом на поверхность контролируемого изделия, через обмотку соленоида пропускают серию импульсов тока последовательно от одного и затем от другого источника импульсного тока. В процессе намагничивания измеряют величину нормальной составляющей градиента напряженности поля остаточной намагниченности, например, с помощью ферро- зонда-градиентомера, расположенного внутри намагничивающего соленоида Вдоль его оси. Измерения проводят после окончания серии импульсов от первого источника и по окончании всего цикла намагничивания, причем амплитуда импульсов устанавливается равной соответственно 0,01Н , 1Н и Н. Находят отношение измеренных величин и на основании предваритель но установленных корреляционных связей между величиной отношения гр 1диер1тов VHrjH VHr, и интересующими 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

пример, 0,4-5 мм можно выбрать режим намагничивающих импульсов по ампли-; туде импульсов так, что величина отношения 7 Н с- и VHf существенно

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 устаобразователя 3, начинает намагничиваться, 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 1 намагничивания счетчик 10 закрывает ключ 5, открывает ключи 6, 7 и включает в работу блок 2 намагничивания, а счетчик J1 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, харак-

теризующий величины градиента напряжённости поля остаточной намагниченности после первой серии импульсов от блока 1 намагничивания и после завершения всего цикла и серии импульсов

51

от блока 2 намагничииания, К этому времени открывается ключ 9 и результат деления, служащий параметром контроля, подается на индикатор 14.

Интервал величины импульсного магнитного поля Н, при предварительном намагничив.ании изделия

0,, 0,1Н

охватывает оптиг альный режим намаг- ничивания как с точки зрения отстройки от мешающего влияния толщины металла, так и с точки зрения стабильности и воспроизводимости результато измерения,

При слишком малых полях изделие |обычно примагничивается слабо, остаточная намагниченность отсутствует |или близка к нулю и зависит от магнитной предыстории, погрешность изме рения ее градиента велика и повысить воспроизводимость и достоверность конечного результата измерения не удается.

При полях Н, 0,1Н возможно отсут ствие самого эффекта отстройки от мешающего влияния толщины, поскольку зависимости V Н иvHf,J от толщины приближаются к пропорциональным, непропорциональность зависимостей появляется обычно при Н , i Н. .

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- ЛИЯ неразрушающего контроля MexaHH fc

86

че.ских спсжстп в случае объединения н единый информационный массив результатов испытаний на разных толщинах .

Формула изобретения

Способ контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что изделие намагничивают серией импульсов аксиально симметричного магнитного попя Н, направленного перпендикулярно к поверхности изделия и превышающего по величине его коэрцитивную силу, воздействуют на изделие дополнительным аксиально сиимметрич- ным импульсным магнитным полем Н, величиной, меньшей намагничивающего поля, и измеряют нормальную состав- ляющую градиента напряженности поля :остаточной намагниченности, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения достоверности и точности контроля изделий малой толщины,воздействие дополнительным аксиально симметричным импульсным магнитным полем осуществляют перед намагничиванием изделия серией импульсов поля Н , величину Н, дополнительного поля выбирают из соотношения 0,01Н Н :. 0,1Н, после намагничивания изделия серией импульсов поля Н измеряют нормальную составляющую градиента напряженности поля остаточной намагниченности и по отношению измеренных значений градиентов с учетом заранее установленной корреляционной зависимости определяют меха- нические свойства изделия.

0

305070 6g,Krc/MH

Фиг.2

Фиг.1

i

сэ

t

С

a; t

Фие.З