Устройство для определения физико-механических свойств ферромагнитных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N27/80 

I

Изобретение отиосится к контрольно-измерительной технике и может применяться для оценки напряженного состояния изделий из ферромагнитных материалов, а также для определения кристаллографической текстуры.

Известно устройство для определения физико-механических свойств ферромагнитных материалов, состоящее из электромагнита постоянного тока, преобразователей и измерительной схемы для измерения поля рассеяния на поверхности контролируемого материала 1}.

Недостатком нЬвесгаого устройства является необходимость мощных источников питания для работы устройства. Кроме того, возникают значительные погрешности из-за наличия механических контактов в электрических це.пях (токосъемные кольца и щетки) в намагнишвающей и измерительной обмотках (искрение, изменение сопротивления между этими контактами вследствие вибрации контактов), что ограничивает возможности их практического применения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для

определения физико-механических свойств ферромагнитных материалов, содержащее корпус, упругий элемент, постоянный магнит, два стрелочных указателя и щкалу 2}.

Недостатком известного устройства является необходимость изготовления специальных образцов-дисков для исследований, что ограничивает область практического применения известного устройства и не позволяет его использовать для оценки напряженного

10 состояния и степени кртсталлотрафической текстуры в реальных изделиях без их разрущения.

Цель изобретения - расщирение диапазона контролируемых материалов.

15

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено стержнем, опертым на дно корпуса и установленным с возможностью поворота относительно продольной оси, упругий элемент выполнен в виде спиральной пру20жинььодин конец которой закреплен на стержне, щкала размещена на корпусе в плоскости, перпендикулярной стержню, один из стрелоч;ных указателей закреплен на свободном конце 393 спиральной пружины, второй - на сгержие, а маг-нит выполнен стержневым и закреплен пер пендикулярно оси стержня вблизи опоры. Кроме того устройство снабжено насадкой из неферромагнитного материала, предназначенной для изменения расстояния между дном корпуса и поверхностью ферромагнитного материала. На фиг. 1 приведено устройство общий вид на фиг. 2 - то же, вид сверху. Устройство состоит из корпуса 1, боковая поверхиость которого выполнеиа из магнитомягкого материала экранирующего поле Земли и посторонние поля рассеяния, установленного в корпусе.стержня 2, опертого о дио корпуса, с закрепленным на нем постоянным стрежневым магнитом 3, спиральной пружины 4, соединенной своим внутренним концом со стержнем 2, а наружным - со стрелочным указателем 5, свободно установленным на стержне 2. Второй стрелочный указатель 6, жестко соединен со стрежнем 2. Круговая ипсала 7, закреплена на корпусе 1, Насадка 8 выполнена из неферромагнитного материала по форме боковой поверхности корпуса 1, с возможностью плавного перемещения вдоль образующей боковой поверхности корпуса 1 и предназначена для изменения расстояния между дном корпуса и поверхностью материала (не показан). Устройство работает следующим образом. Устройство устанавливают насадкой 8 иа поверхность контролируемого материала. При наличии в материале магнитной анизотропии, обусловленной механическими напряжениями или кристаллографической текстурой, постоян ный магнит 3, закрепленный на стержне 2, установится так (вследствие возникновения механического момента при несовпадении век тора наматничивания постоянного магнита 3 с направлением легкого намагничивания контр лируемого изделия), что его направление намагниченности совпадает с направлением легкого намагничивания контролируемого материала, т.е. постоянный магнит 3 займет такое положение, при котором его магнитная энерги минимальна. Вместе с постоянным магнитом повернется стержень 2 и закрепленные на не жестко стрелочный указатель 6 и через спиральную пружину 4 стрелочный указатель 5. В результате указателя S и 6 установятся вдоль направления легкого намагничивания к тролируемого изделия. Для количественной оценки степени магнитной анизотроп, и сле довательно, величины механических напряжений или creneim кристаллографической текстурь, поворачивают корпус 1 и жестко связанную с ним ШКШ1У 7 так, чтобы нулевое деление ижалы 7 с 1нпало с направлением стрелочных указателей 5 и 6. Затем вращением стрелочного указателя 5 закручивают с1шральную пружину 4. сообщая, тем самым, вращающий момент стрежню 2, который поворачивает его и связанный с ним постоя}шый мапшт 3. от положения его равновесия. Указатель 5 закручивают до момента достижения заранее определенного угла поворота указателя 6, связанного жестко со стержнем 2, а о- степени магнитной анизотропии судят в этот момент по показанию указателя 5 иа щкале 7. Для поддержания оптимальной чувствительности устройства, при измерениях материалов с различными магнитными свойствами, изменяют расстояние между дном корпуса, а следовательно, постоянным магнитом 3 и торцом насадки 8. Тарировка устройства проводится по контрольным образцам, изготовленным из исследуемого материала с различной величиной магнитной анизотропии. В частности, для оценки механических напряжений, устройство тарируют на изотропных образцах путем одноосного нагружения в упругой области исследуемого материала. При определении степени кристаллографической текстуры по контрольным образцам с определенным видом и степенью ее совершенства. Использование изобретения позволяет проводить оценку напряженного состояния или степени кристаллографической текстуры в реальных изделиях без их разрушения. Устройство не требует источников питания, что значительно упрощает его практическое использование. Формула из р е т е н и я 1.Устройство для определения физико-механических свойств ферромагнитных материалов, содержащее корпус, упругий : лемент, постоянный магнит, два стрелочных указателя и шкалу, отличающееся тем, что, с целью расщирения диапазона контролируемых материалов, оно снабжено стержнем, опертым на дно корпуса и установленным с возможностью поворота относительно продольной оси, упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины, один конец которой закреплен на стержне, шкала размещена на корпусе в плоскости, перпендикулярной стержню, один из стрелочных указателей закреплен на свободном конце спиральной пружины, второй - на стержне, а магнит выполнен стержневым и закреплен перпендикулярно оси стрежня вблизи опоры. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю UI ее с я тем, что оно снабжено насадкой из нсферромагнитного материала, предназначенной