Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Применение магнитошумового метода для контроля механической анизотропии ферромагнитных материалов

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-3-281-292

Полный текст:

Аннотация

Наличие анизотропии свойств ферромагнитных материалов предопределяет необходимость ее исследования и контроля, поскольку она оказывает существенное влияние на основные физико-механические характеристики деталей, изделий и конструкций. Цель работы заключалась в экспериментальном исследовании возможности применения магнитошумового метода для неразрушающего контроля механических свойств ферромагнитных материалов на примере коэффициента нормальной анизотропии Rn листового проката, механических напряжений при упругой деформации электротехнической стали и анизотропии физико-механических свойств ферромагнитных материалов.

Так как механическая анизотропия связана с магнитной анизотропией, при ее исследовании использовался магнитный метод на основе эффекта Баркгаузена (МЭБ), информативные параметры которого относятся к магнитоанизотропным. Сравнение результатов оценки анизотропии с помощью МЭБ на партии образцов штампуемой тонколистовой стали с измеренными производителем значениями Rn показало их близкое совпадение. Результаты исследований показали возможность оценки степени Rn с помощью МЭБ при применении его на производстве. Для изучения магнитной анизотропии в различных материалах и влияния на нее упругих напряжений растяжения и сжатия при изгибе с помощью МЭБ были изготовлены устройство для кругового вращения преобразователя Баркгаузена на поверхности исследуемого образца и устройство для формирования в образце упругих напряжений при изгибе.

Установлено, что упругая деформация в образцах электротехнической стали приводит к резкому изменению уровня магнитного шума и формы круговых диаграмм с учетом знака формируемых в образце напряжений. Установлено, что в результате холодной прокатки в процессе производства образцы электротехнической стали имеют ярко выраженную текстуру, обусловленную направлением проката листа. Создаваемые упругие напряжения в рассматриваемом диапазоне практически не меняют текстурированность – наведенную кристаллографическую анизотропию после прокатки материала.

Полученные с помощью магнитошумового метода результаты могут быть полезны при изучении, мониторинге и контроле анизотропии, кристаллографической текстуры, структурной неоднородности ферромагнитных материалов в виде листового проката, тонколистовой и рулонной стали, листовой штамповки и решении других задач с использованием магнитошумового метода в лабораторных и цеховых условиях.

Об авторах

В. Н. Бусько
Институт прикладной физики Национальной академии Беларуси
Беларусь

Адрес для переписки: В.Н. Бусько – Ин-т прикладной физики Национальной академии наук Беларуси, ул. Академическая, 16, г. Минск 220072, Беларусь    e-mail: busko@iaph.bas-net.by



А. А. Осипов
Институт прикладной физики Национальной академии Беларуси
Беларусь
ул. Академическая, 16, г. Минск 220072


Список литературы

1. Radchenko, A.V. Numerical modeling of development of fracture in anisotropic composite vaterials at low-velocity loading / A.V. Radchenko, P.A. Radchenko // Journal of Materials Science. – 2010. – Vol. 46, no. 8. – Р. 2720–2725. DOI: 10.1007/s10853-010-5142-8

2. Gorkunov, E.S. Barkhausen Noise and its Utilization in Structural Analysis of Ferromagnetic Materials, Reviev Article I. / E.S. Gorkunov, Y.N. Dragoschanski // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 1999. – No. 6. – P. 3–23.

3. Тиунов, В.Ф. Контроль неоднородности магнитной проницаемости листовой анизотропной электротехнической стали // Дефектоскопия. – 2019. – № 3. – С. 46–49.

4. Korzunin, G.S. The effect of the Anisotropy of Magnetic Properties of electrical steel on losses in power transformer cores / G.S. Korzunin [et al.] // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2010. – Vol. 46, no. 9. – P. 632–637. DOI: 10.1134/S1061830910090020

5. Borsutzki, M. Magnetische und akustische Verfahren zur Materialcharakterisierung von Stahlblechen / M. Borsutzki, J. Kroos, W. Reimche, E. Schneider // Stahl und Eisen, 120 (2000), H. 12. – P. 115–121.

6. Korzunin, G.S. Effect of Mechanical Stresses on the Magnetic Properties of Anisotropic electrical steel / G.S. Korzunin, R.B. Puzhevich, M.B. Tsyrlin // The Physics of Metals and Metallography. – 2007. – Vol. 103, no. 2. – P. 142–151. DOI: 10.1134/S0031918X07020044

7. Nichipuruk, A.P. Induced magnetic anisotropy in low-carbon steel plates subjected to plastic deformation by stretching / A.P. Nichipuruk, A.N. Stashkov, M.S. Ogneva, A.V. Korolev, A.A. Osipov // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2015. – Vol. 51, no. 10. – P. 610–615. DOI: 10.1134/S1061830915100095

8. Матюк, В.Ф. Состояние неразрушающего контроля штумпуемости листового проката сталей // Неразушающий контроль и диагностика. – 2012. – № 3. – С. 3–24.

9. Счастный, А.С. Исследование возможности контроля анизотропии листового проката / А.С. Счастный, А.А. Осипов // Неразрушающий контроль и диагностика. – 2014. – № 3. – С. 20–33.

10. Matyuk, V.F. Modem state of Nondestructive testing of Mechanical properties and stamping ability of steel sheets in a manufacturing technological flow / V.F. Matyuk., S.A. Goncharenko, H. Hartmann, H. Reichelt // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2003. – Vol. 39, no. 5. – P. 347–380. DOI: 10.1023/B:RUNT.0000011264.99280.de

11. Bida, G.V. Multiparameter methods in magnetic structuroscopy and nondestructive testing of mechanical properties of steels / G.V. Bida, A.P. Nichipuruk // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2007. – Vol. 43, no. 8. – P. 493–509. DOI: 10.1134/S1061830907080013

12. Gorkunov, E.S. Barkhausen Noise and its Utilization in Structural Analysis of ferromagnetic Materials, Reviev Article V. / E.S. Gorkunov, Y.N. Dragoschanski, M. Mikhovski // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2000. – V. 36, no. 6. – P 389– 417. DOI: 10.1007/BF02759376

13. Ivanova, Y. Comparative measurements of the stress state in a rolled carbon steel using magnetic barkhausen noise and ultrasonic method / Y. Ivanova, T. Partalin // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2012. – Vol. 48, no. 2. – P. 137–146. DOI: 10.1134/S1061830912020040

14. Венгринович, В.Л. Новые возможности НК напряжений методом эффекта Баркгаузена / В.Л. Венгринович [и др.] // В мире неразрушающего контроля. – 2005. – № 1 (27). – С. 36–39.

15. Iordache, V.E. Effect of mechanical strains on the magnetic properties of electrical steels / V.E. Iordache., E. Hug // Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. – December 2004. – Vol. 6, no. 4. – P. 1297–1303.

16. Филинов, В.В. Применение метода магнитных шумов для контроля технологических напряжений / В.В. Филинов [и др.] // Контроль. Диагностика. – 2005. – № 3. – С. 17–22.

17. Бусько, В.Н. Лабораторная система для исследования усталостной деградации ферромагнитных материалов и примеры ее реализации / В.Н. Бусько, Д.А. Винтов // Приборы и методы измерений. – 2012 – № 2 (5). – P. 33–39.


Для цитирования:


Бусько В.Н., Осипов А.А. Применение магнитошумового метода для контроля механической анизотропии ферромагнитных материалов. Приборы и методы измерений. 2019;10(3):281-292. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-3-281-292

For citation:


Busko V.N., Osipov A.A. Application of Magnetic Noise Method to Control the Mechanical Anisotropy of Ferromagnetic Materials. Devices and Methods of Measurements. 2019;10(3):281-292. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-3-281-292

Просмотров: 133


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)