close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13238

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.06.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 27/72
СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕРМООБРАБОТКИ ФЕРРОМАГНИТНОГО
ИЗДЕЛИЯ
(21) Номер заявки: a 20080295
(22) 2008.03.13
(43) 2009.10.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт прикладной
физики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Матюк Владимир Федорович; Бурак Вероника Анатольевна
(BY)
BY 13238 C1 2010.06.30
BY (11) 13238
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) SU 1719975 A1, 1992.
SU 1392483 A1, 1988.
GB 118732, 1918.
(57)
Способ импульсного магнитного контроля температуры термообработки ферромагнитного изделия, в котором определяют направление градиента ∇Нrnп нормальной составляющей напряженности поля случайной остаточной намагниченности контролируемого
изделия, проводят магнитную подготовку изделия серией из двух разнонаправленных импульсов с амплитудой Hm, направление первого из которых выбирают таким, чтобы создаваемый им на изделии градиент нормальной составляющей напряженности поля
остаточной намагниченности был противоположен по направлению градиенту ∇Hrnп, затем намагничивают изделие импульсным магнитным полем с амплитудой Hm того же направления, что и у первого импульса подготовки, измеряют градиент ∇Нrn0 нормальной
составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка, размагничивают изделие импульсным магнитным полем противоположного
направления с амплитудой Hmp1, обеспечивающей после размагничивания нулевое значение градиента нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка эталонного изделия из числа контролируемых,
подвергнутого отпуску при максимальной для изделий данного типа температуре, после
окончания размагничивания измеряют градиент ∇Hrn1 нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка, и определяют искомую температуру по заранее установленной температурной зависимости суммы
градиентов ∇Нrn0 и ∇Нrn1.
Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств материалов и сплавов и может быть использовано на машиностроительных и металлургических
BY 13238 C1 2010.06.30
предприятиях для неразрушающего контроля качества термообработки ферромагнитных
изделий.
Известен способ импульсного магнитного контроля механических свойств и качества
термообработки изделий из ферромагнитных материалов, при котором изделие намагничивают импульсами аксиально симметричного магнитного поля, ось симметрии которого
перпендикулярна поверхности изделия, а о механических свойствах или о качестве термообработки судят по величине градиента напряженности поля остаточной намагниченности
вдоль оси симметрии намагничивающего поля [1].
Недостатком известного способа является влияние магнитной предыстории изделия
(уровня случайной намагниченности до начала контроля) на результаты контроля температуры термообработки ферромагнитных изделий.
Известен также способ импульсного магнитного контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов, при котором изделие намагничивают серией импульсов магнитного поля соленоида, ось которого перпендикулярна поверхности
испытуемого изделия, при этом амплитуду импульсов в серии сначала увеличивают, а затем уменьшают до минимально возможной величины, после чего измеряют градиент нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности над центром
намагниченного участка, по величине которого судят о механических свойствах изделия [2].
Недостатком известного способа является влияние магнитной предыстории изделия
(уровня случайной намагниченности до начала контроля) на результаты контроля температуры термообработки ферромагнитных изделий.
Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов, при котором
на изделие воздействуют импульсным аксиально симметричным магнитным полем одного
направления, амплитуда которого превышает коэрцитивную силу изделия, а ось направлена перпендикулярно к его поверхности, затем импульсным магнитным полем противоположного направления с амплитудой, недостаточной для перемагничивания изделия, и
измеряют после окончания воздействия последнего градиент нормальной составляющей
напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка, по
величине которого судят о механических свойствах изделия [3].
Недостатком известного способа является влияние магнитной предыстории изделия
(уровня случайной намагниченности до начала контроля) на результаты контроля температуры термообработки ферромагнитных изделий.
Технической задачей настоящего изобретения является снижение влияния магнитной
предыстории изделия на результаты контроля температуры его термообработки.
Сущность изобретения заключается в том, что определяют направление градиента
∇Hrnп нормальной составляющей напряженности поля случайной остаточной намагниченности контролируемого изделия, проводят магнитную подготовку изделия серией из двух
разнонаправленных импульсов с амплитудой Hm, направление первого из которых выбирают таким, чтобы создаваемый им на изделии градиент нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности был противоположен по направлению
градиенту ∇Hrnп, затем намагничивают изделие импульсным магнитным полем с амплитудой Hm того же направления, что и у первого импульса подготовки, измеряют градиент
∇Hrn0 нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка, размагничивают изделие импульсным магнитным полем
противоположного направления с амплитудой Hmp1, обеспечивающей после размагничивания нулевое значение градиента нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка эталонного изделия из числа
контролируемых, подвергнутого отпуску при максимальной для изделий данного типа
температуре, после окончания размагничивания измеряют градиент ∇Hrn1 нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного
2
BY 13238 C1 2010.06.30
участка, и определяют искомую температуру по заранее установленной температурной
зависимости суммы градиентов ∇Hrn0 и ∇Hrn1.
В отличие от прототипа по заявляемому изобретению дополнительно определяют направление градиента ∇Hrnп нормальной составляющей напряженности поля случайной остаточной намагниченности контролируемого изделия, проводят магнитную подготовку
изделия серией из двух разнонаправленных импульсов с амплитудой Hm, направление
первого из которых выбирают таким, чтобы создаваемый им на изделии градиент нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности был противоположен по направлению градиенту ∇Hrnп, измеряют градиент ∇Hrn0 нормальной
составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка, размагничивают изделие импульсным магнитным полем противоположного
направления с амплитудой ∇Hmp1, обеспечивающей после размагничивания нулевое значение градиента нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка эталонного изделия из числа контролируемых,
подвергнутого отпуску при максимальной для изделий данного типа температуре, а искомую температуру определяют по заранее установленной температурной зависимости
суммы градиентов ∇Hrn0 и ∇Hrn1.
Это позволяет снизить влияние магнитной предыстории изделия на результаты контроля температуры термообработки ферромагнитных изделий за счет проведения магнитной подготовки серией из двух импульсов с амплитудой Hm разного направления и выбора
направления первого импульса в серии и направления намагничивающего импульса такими, чтобы создаваемые ими на изделии градиенты ∇Hrn0 нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности были противоположны по направлению
градиенту ∇Hrnп нормальной составляющей напряженности поля случайной остаточной
намагниченности изделия.
На фиг. 1 показана последовательность импульсов магнитного поля.
На фиг. 2 показана относительная погрешность δ измерения суммы градиентов напряженности поля остаточной намагниченности закаленного при температуре 850 °С образца из стали 45 после намагничивания импульсным магнитным полем амплитудой
Hm = 5,2⋅105 А/м и последующего размагничивания импульсным магнитным полем амплитудой Hp = 0,808⋅105 А/м в зависимости от величины и направления градиента ∇Hrnп нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности изделия до
намагничивания при отсутствии магнитной подготовки (кривая 1) и при ее проведении
(кривая 2).
На фиг. 3 показана одна из возможных структурных схем устройства для реализации
способа по заявке.
Способ осуществляют следующим образом.
Определяют направление градиента ∇Hrnп нормальной составляющей напряженности
поля случайной остаточной намагниченности изделия, проводят магнитную подготовку
изделия серией из двух импульсов с амплитудой Hm разного направления и намагничивают изделие импульсным магнитным полем амплитудой Hm, причем направление первого
импульса в серии и направление намагничивающего импульса выбирают такими, чтобы
создаваемые ими на изделии градиенты ∇Hrn0 нормальной составляющей напряженности
поля остаточной намагниченности были противоположны по направлению градиенту
∇Hrnп нормальной составляющей напряженности поля случайной остаточной намагниченности изделия, и измеряют величину градиента ∇Hrn0 нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка. После
этого изделие размагничивают импульсным магнитным полем противоположного намагничивающему полю направления с амплитудой Hmp1, выбранной заранее из условия, что
после размагничивания этим полем эталонного изделия из числа контролируемых, под3
BY 13238 C1 2010.06.30
вергнутого отпуску при максимальной для изделий данного типа температуре, величина
градиента ∇Hrnl нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка изделия равна нулю. После окончания размагничивания измеряют величину градиента ∇Hrn1 от контролируемого изделия. Суммируют
значения измеренных градиентов ∇Hrn0 + ∇Hrn1 и по величине полученной суммы и по заранее установленным зависимостям судят о температуре термообработки ферромагнитного изделия.
Предложенный способ может быть реализован, например, с помощью устройства, показанного на фиг. 3.
Устройство содержит блок управления 1, программируемый генератор 2 импульсов
тока, намагничивающий соленоид 3, внутри которого на его оси расположен феррозондградиентометр 4, блок 5 возбуждения феррозонда-градиентометра, измерительный блок 6
и индикатор 7.
Для реализации способа включают блок 1 управления и устанавливают требуемые для
контролируемого типа изделий амплитуду и длительность намагничивающего Hm и размагничивающего Hmp1 импульсов. Устанавливают намагничивающий соленоид 3 на поверхность испытуемого изделия (на фигуре не показано). Расположенный внутри него
феррозонд-градиентометр 4, возбуждаемый блоком 5 возбуждения феррозондаградиентометра, формирует сигнал, пропорциональный градиенту ∇Hrnп нормальной составляющей напряженности поля случайной остаточной намагниченности изделия. Этот
сигнал измеряется измерительным блоком 6. Знак измеренного сигнала характеризует направление градиента ∇Hrnп. Информация о направлении градиента ∇Hrnп с измерительного
блока 6 поступает на программируемый генератор 2 импульсов тока, которые, проходя
через намагничивающий соленоид 3, создают импульсное магнитное поле, которое последовательно осуществляет магнитную подготовку, намагничивает, а затем размагничивает
локальную область испытуемого изделия, причем направление этих импульсов определяется в соответствии с информацией о знаке градиента ∇Hrnп. После намагничивания и последующего размагничивания феррозонд-градиентометр 4 формирует сигналы,
пропорциональные градиентам нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности после намагничивания и после размагничивания соответственно,
которые поступают на измерительный блок 6. С измерительного блока 6 сигналы, пропорциональные сумме градиентов после намагничивания и после размагничивания, поступают на индикатор 7, по показаниям которого и по заранее установленным
корреляционным связям судят о температуре термообработки ферромагнитного изделия.
Техническим результатом осуществления предлагаемого способа является снижение
влияния магнитной предыстории изделия на результаты контроля температуры его термообработки.
Так, на образцах из стали 45 после закалки при температуре 850±10 °С при их случайной намагниченности, характеризующейся градиентом ∇Hrnп величиной 700⋅102 А/м2,
проведение магнитной подготовки изделия серией из двух импульсов с амплитудой Hm
разного направления и выбор направления первого импульса в серии и направления намагничивающего импульса такими, чтобы создаваемые ими на изделии градиенты ∇Hrn0
нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности были противоположны по направлению градиенту ∇Hrnп нормальной составляющей напряженности
поля случайной остаточной намагниченности изделия позволяют снизить погрешность
измерения с 20 до 1 %.
Источники информации:
1. Мельгуй М.А. Магнитный контроль механических свойств сталей. - Минск: Наука и
техника, 1980. - С. 140-141, 151-162.
4
BY 13238 C1 2010.06.30
2. Мельгуй М.А., Кратиров В.Б. Способ определения механических свойств изделий
из ферромагнитных материалов. - А.с. СССР 708795 //- Бюл. изобр.- 1982.- № 34.- C. 302303.
3. SU 1719975 А1, 1992.
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
165 Кб
Теги
патент, by13238
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа