(54) СПОСОБ. НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1
Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения механических евойств ферромагнитных материалов ..
Известен способ измерения упругих и прочностных характеристик металлов и сплавов, заключающийся в том, что в контролируемом материале возбуждают ультразвуковые колебания и измеряют скорость их распространения, завися11;ую от упругих постоянных среды р .
Недостаток способа - низкая чувствительность .
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ неразрушающего контроля механических свойств ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что в контролируемом материале возбуждают стоячую ультразвуковую волну, помещают материал в магнитное поле и по сигналу измерительной
катушки судят о его механических свойствах 2.
Недостатком указанного способа является низкое качество контроля из-за недостаточного уровня ЭДС измерительной катушки и необходимости точной установки катушки в пучность стоячей волны, а также влияние магнитной предистории материала на выходной сигнал измерительной
10 катушки.
Цель изобретения - повышение качества контроля.
Указанная цель достигается тем,
15 что контролируемый материал намагничивают переменным магнитным полем, амплитуда которого достаточна для нелинейного перемагничивания матери- ала, а частота на два или более
30 порядка меньше чacтotы возбужденной волны в материале, а измерительную катушку помещают в узлы стоячей волны, измеряют ее длину и по ней
судят о механических свойствах контролируемого материала.
Качество контроля улучшается благодаря повьшению чувствительности, которая определяется спецификой совместного действия на ферромагнитный материал слабого ультразвукового возбу5здения (область линейной акустики) и мощного низкочастотного магнитного поля (область нелинейного намагничивания). Кроме трго, использование низкочастотного поля способствует повторяемости результатов измерения.
На чертеже представлено устройство реализуннцее указанный способ-.
Устройство содержит высокочастотный генератор 1, синусоидального сигнала, соединенный с ним излучатель
2,ультразвуковых колебаний, намагничивающую катушку 3, соединенный с ней генератор 4 низкочастотного синусоидального сигнала, измерительную катушку 5 и соединенные с ней избирательный усилитель 6 и индикатор 7 и механически связанный с измерительной катушкой 5 блок 8 перемещения и отсчета. В процессе контроля измерительная катушку охватывает контролируемый материал 9.
Способ реализуется следующим образом.
Высокочастотное напряжение генератора 1 синусоидального сигнала преобразуется в ультразвуковые колебани в излучателе 2 и вводятся в контролируемый ферромагнитный материал 9 (конечной длины) в котором образуется ультразвуковая стоячая волна. Одновременно материал 9 намагничивается низкочастотным переменным полем посредством намагничивающей катушки
3,подключенной к выходу генератора
4,С помощью измерительной катушки 5 избирательного усилителя 6 и индикатора 7 измеряют величину первой гармонической составлякхцей, прошедших через материал колебаний, которая зависит от местоположения измерительной катушки. Установка измерительной катушки в пучности давлений стоячей волны дает максимальное значение сигнала, а установка в узлы стоячей волны - ее нулевое значение, Расстояние между пучностями или узлами стоячей волны не зависит от мощности ультразвукового и электромагнитного излучения, установка измерительной катушки в узлы стоячей волны предпочтительна, так как скорость изменения величины сигнала певой гармоники в области положения пучностей стоячей волны меньше, чем скорость изменения величины этого сигнала в области положения узлов стоячей волны, а следовательно, нахозвдение положения узлов стоячей волны осуществляется с большей точностью, отсчет расстояния -между узлами стоячей волны, равного половине длины (л) волны ультразвуковых колебаний, распространяющихся в ферромагнитном материале и являющегося показателем механических свойстз контролируемого материала, производится с помощью блока 8 перемещения и отсчета. Зная длину волны, по известным соотношениям рассчитывают скорость ультразвуковой волны, основываясь на взаимосвязи скорости распространения ультразвуковой волны и модуля Юнга, а также зависимости прочности от модуля Инга, судят о механических свойствах контролируемого материала.
Таким образом способ повышает качество контроля и позволяет проводить неразрушающий контроль структурных характеристик материала (температуры закалки, бальности и др,) при наличии корреляционных связей с его механическими характеристиками.
Формула изобретения
Способ неразрушающего контроля механических свойств ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что в контролируемом материале возбуждают стоячую ультразвуковую волну, помещают материал в магнит - ное поле и по сигналу измерительной катушки судят о его механических свойствах, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения качества контроля, контролируемый материал намагничивают переменным магнитHbiM полем, ам1гпитуда которого достаточна для нелинейного перемагничивания материала, а частота на два или более порядка меньше частоты возбужденной волны в материале, а измерительную катушку помещают в узлы стоячей волны, измеряют ее длину и по ней судят о механических свойствах контролируемого материала. Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе 96569 1.Ультразвук,.. Под ред. И.П.Голямина. М., Советская энциклопедия, 1979, с. 166, 2.Авторское свидетельство СССР № 552553, кл. G О N 29/00, 1977 (прототип).
