SU894540A1 - Способ магнитошумовой структуроскопии - Google Patents

Description

(St) СПОСОБ МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ

1

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано в машиностроении дл  контрол  твердости поверхностного сло  ферромагнитных изделий после химико-термической обработки.

Известен способ магнитошумоеой структуроскопии, при кртором контролируемое изделие циклически перемагничивают по предельной петле гистерезиса , регистрируют индукционным преобразователем ЭДС магнитного шума и по форме нормированного относительно одной из составл ющих спектра ЭДС магнитного шума суд т о свойствах издели  f .

Недостатком известного способа  вл етс  сложность реализации и методики измерений.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ магнитошумовой структуроскопии , заключающийс  в том, что контролируемое изделие циклически перемагничивают по предельной петле

гистерезиса и регистрируют индукционным преобразователем ЭДС магнитного шума. О структуре издели  суд т по временному интервалу между сигналами двух последовательных полуциклов перемагничивани  И Недостатками известного способа  вл ютс  низка  достоверность и точность контрол  структурно-механических свойств ферромагнетиков, на10 пример их твердости. Низка  достоверность контрол  св зана с тем, что физическа  сущность этого способа заключаетс  в определении временного интервала, в течение которого в наts магниченном определенной полуволной перемагничивающего пол  до насыщени  контролируемом изделии скачки намагниченности уже не возникают или, после перехода через экстремум перемаг20 ничивающего пол , еще не возникают. Рассматриваемый временной интервал слева по оси времени определ етс  напр женностью внешнего пол , при котором прекращаютс  скачки намагниченности - полем финиша, и справа - напр женностью пол  старта зародышей обратного перемагничивани . В то же врем  известно, что магнитные свойства ферромагнетиков, чувствительные к изменени м их структурно-механических свойств и, в частности, к твердости (например, коэрцитивна/, сила) определ етс  именно усредненной по перемагничиваемому объему напр женностью пол  старта зародышей обратного перемагничивани . Напр женность пол  финиша определ етс  характером распределени  потенциальных барьеров дл  движени  доменных стенок и не св зана пр мо со структурно-механическими свойствами. Низка  точность контрол  обусловлена вли нием нестабильности частоты перемагничивани  н длительность измер емого временного интервала, вариации периода перемагничивани  привод т к вариаци м измер емого вр-еменного интервала.

Цель изобретени  - повышение достоверности и точности контрол  структурно-механических свойств ферромагнетиков , преимущественно их твердости.

Поставленна  цель достигаетс  тем что измер ют фазовый сдвиг точки максимума текущего спектра ЭДС магнитного шума относительно предшествующей ей во времени точки перехода напр женности перемагничивающего пол  через нуль и по величине этого сдвига определ ют свойства издели .

На фиг.1,3 показана зависимость напр женности перемагничивающего пол  Н от фазы колебаний «f в некоторой произвольной системе координат; на фиг. 1,6 -зависимость действующего значени  ЭДС магнитного шума е, от фазы колебаний $ перемагничивающего пол  дл  магнитом гкого образца с низкой механической твердостью; на фиг. 1,в - то же, дл  магнитожесткого образца с высокой механической твердостью; на фиг. 2 - блок-схема .устройства, реализующего способ контрол  .

Способ реализуетс  следующим образом .

Контролируемое изделие циклически перемагничивают переменным магнитным полем, измен ющимс  во времени по гармоническому закону. Дл  этого пол  зависимость мгновенного значени  напр женности Н от фазы колебаний 9

также имеет вид синусоиды (фиг.1,а) Лри перемагничивании магнитом гкого издели  (низка  механическа  твердость ) , имеющего малую напр женность

пол  старта , ЭДС магнитного шума е имеет максимум текущего спектра в фазовой точке f (фиг. 1,6) а при перемагничивании магнитожесткого образца (высока  механическа 

твердость) , имеющего большую напр Hcmj

ЭДС

женность пол  старта

cm.

магнитного шума вд имеет максимум текущего спектра в точке д . Мерой структурно-механических свойств

(твердости) контролируемого издели   вл етс  фазовый сдвиг д j точки f максимума текущего спектра ЭДС, магнитного шума относительно предшествующей ей во времени точки jfg пере .хода напр женности перемагничивающего пол  через нуль. По величине этого фазового свдига определ ют структурно-механические свойства контролируемого издели ,

Устройство , реализующее способ,

содержит источник 1 перемагничивающего тока, возбуждающий перемагничивающую систему 2 (соленоид или электромагнит ) , котора  осуществл ет циклическое перемагничивание контролируемого издели  3. Индукционный преобразователь А регистрирует ЭДС магнитного шума, возникающего в контролируемом изделии 3. Эта ЭДС через усилитель 5 поступает на сигнальный вход схемы 6 стробировани , выходное напр жение которой поступает на стрелочный индикатор 7 в течение действи  строб-импульса на входе управлени  схемы 6. Напр жен1-1е с выхода источника 1 поступает на вход фазорегул тора 8, выходное напр жение которого через удвоитель частоты 9 поступает на вход формировател  строб-импульсов 10, управл ющего работой схеиы 6 стробировани  (по входу управлени ). Фазорегул тор 8 настраивают предварительно так, чтобы ноль фазового сдвига строб-импульса

соответствовал во времени моменту перехода напр женности перемагничивающего пол  через нуль. Затем увеличивают фазовый сдвиг строб-импульса фазорегул тором 8 до получени  максимума показаний индикатора 7. При этом отсчитывают фазовый сдвиг по шкале фазорегул тора и по его величине определ ют структурно-механические свойства издели . Вариации частоты .перемагничивани  при этом не вли ют на результаты контрол .

Коэрцитивна  сила ферромагнетика,  вл юща с  основным структурно-чувствительным магнитным параметром в практике магнитного неразрушающего контрол - , определ етс  усредненным по перемагничиваемому объему значением напр женности пол  старта зародышей обратного перемагничивани . Дл  одноименной частицы, при перемагничивании которой имеет место только один скачок Баркгаузена.(материал с идеально пр моугольной петлей гистерезиса ) коэрцитивна  сила равна напр женности пол  старта одного зародыша обратного перемагничивани  - рассто нию от оси ординат (индукции) до вертикального участка петли гистерезиса. При перемагничивании поликристаллического материала за полуцикл перемагничивани  наблюдаетс  множество отдельных скачков Баркгаузена, ЭДС которых накладываютс  во времени друг на друга. При этом эффект наложени  про вл етс  тем сильнее, чем ближе текущее значение напр женности перемагничивающего пол  к наиболее веро тному значению случайной величины - напр женности пол  старта отдельных зародышей обратного перемагничивани . Поэтому максимум текущего спектра ЭДС магнитного шума, определ емой наложением во времени множества им пульсов от отдельных скачков, определ етс  именно усредненной по перемагничиваемому объему напр женностью пол  старта зародышей обратного перемагничивани , а фазовый сдвиг этого максимума относительно предшествующей

ему во времени точки перехода перемагничивающего пол  через нуль  вл гтс  мерой этой напр женности пол  ;тарта, определ ющей коэрцитивную силу поликристаллического ферромагнети а .

Применение способа дл  контрол  твердости стальных изделий после термообработки позвол ет повысить качество выпускаемых изделий, их надежность и долговечность.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № АбТЗ+б, кл. G 01 N 27/06, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР (f 616573, кл. G 01 N 27/86, 1977 (прототип).

А

ч Т:

Ч 41

ff

4V.

/

Ч

/

.

.«/

-

V