close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16463

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.10.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 27/72 (2006.01)
СПОСОБ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ДВИЖУЩЕГОСЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО ИЗДЕЛИЯ,
ПОДВЕРГНУТОГО ОТПУСКУ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАКАЛКОЙ
(21) Номер заявки: a 20101266
(22) 2010.08.24
(43) 2012.04.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт прикладной
физики Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Автор: Матюк Владимир Федорович (BY)
BY 16463 C1 2012.10.30
BY (11) 16463
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) САНДОМИРСКИЙ С. Г. Дефектоскопия. - 1996. - № 7. - С. 31-39.
BY 12319 C1, 2009.
BY 8057 C1, 2006.
SU 1516941 A1, 1989.
SU 1397817 A1, 1988.
US 3586963 A, 1971.
US 4641093 A, 1987.
(57)
Способ магнитного контроля механических свойств движущегося ферромагнитного
изделия, подвергнутого отпуску с предварительной закалкой, в котором изделие последовательно перемещают сначала сквозь область с постоянным магнитным полем, сонаправленным с продольной осью изделия и достаточным для его намагничивания до
технического насыщения, а затем сквозь область с сонаправленным с продольной осью
изделия постоянным размагничивающим полем заранее определенной величины, при которой достигается полное размагничивание эталонного изделия из числа контролируемых,
подвергнутого отпуску при максимальной для изделий данного типа температуре, а после
Фиг. 1
BY 16463 C1 2012.10.30
выхода изделия из области влияния размагничивающего поля измеряют величину создаваемого изделием остаточного магнитного потока и определяют искомые свойства на основании заранее установленной корреляционной зависимости, связывающей их с
величиной указанного потока.
Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств материалов и сплавов и может быть использовано на машиностроительных предприятиях для неразрушающего контроля механических свойств изделий, подвергающихся для улучшения
их свойств закалке и последующему отпуску.
Известен способ импульсного магнитного контроля температуры отпуска изделия из
улучшаемой ферромагнитной стали после его окончания [1], в котором на контролируемое изделие вначале воздействуют импульсом магнитного поля длительностью не менее
3,5 мс с амплитудой, превышающей коэрцитивную силу изделия, и формой, повторяющей
форму тока при апериодическом разряде конденсатора, затем на изделие воздействуют
импульсом магнитного поля той же формы и длительности противоположной полярности
с амплитудой, недостаточной для перемагничивания изделия и обеспечивающей нулевое
значение градиента нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности в центре намагниченного участка эталонного изделия, подвергнутого отпуску
при максимальной для изделий испытуемого типа температуре, затем измеряют указанный градиент и определяют искомую температуру по заранее установленной корреляционной температурной зависимости измеренной величины. Недостатком известного
способа является невысокая производительность контроля из-за необходимости проводить измерения на покоящемся изделии.
Известен также способ электромагнитного контроля движущихся ферромагнитных
изделий [2], при котором контролируемое изделие намагничивают в постоянном магнитном поле, при отсутствии намагничивающего поля преобразуют изменение индукции в
измерительной катушке, вызванное движением намагниченного изделия в электрический
сигнал, дополнительно преобразуют в электрический сигнал изменение индукции в процессе намагничивания изделия, выделяют из полученных сигналов импульсы одной полярности, интегрируют их и о контролируемых параметрах судят по результатам
интегрирования импульсов обоих сигналов.
Недостатком известного способа является низкая достоверность контроля механических
свойств изделий из ферромагнитных сталей, содержащих более 0,3 % углерода, после закалки и последующего отпуска из-за неоднозначной зависимости измеряемых параметров
от температуры термообработки и от механических свойств изделий из этих сталей.
Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является
способ электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных
изделий [3], при котором изделие в процессе движения намагничивают постоянным магнитным полем, создают на пути движения изделия локальную область с постоянным размагничивающим полем, измеряют остаточный магнитный поток, создаваемый изделием
после его выхода из области с размагничивающим полем, и по величине этого потока судят о свойствах изделия.
Недостатком известного способа является низкая достоверность контроля механических свойств изделий из ферромагнитных сталей, содержащих более 0,3 % углерода, после закалки и последующего отпуска из-за низкой чувствительности остаточного
магнитного потока, создаваемого изделием, к изменению температуры термообработки и
механических свойств изделий из этих сталей в области высокотемпературного отпуска.
Цель настоящего изобретения - повышение достоверности контроля механических
свойств изделий из ферромагнитных сталей, содержащих более 0,3 % углерода, после закалки и последующего отпуска за счет повышения чувствительности остаточного магнит2
BY 16463 C1 2012.10.30
ного потока, создаваемого контролируемым изделием в процессе движения после его
намагничивания и частичного размагничивания, к изменению температуры термообработки
и механических свойств изделий из этих сталей в области высокотемпературного отпуска.
Сущность способа заключается в том, что изделие, подвергнутое отпуску с предварительной закалкой, последовательно перемещают сначала сквозь область с постоянным
магнитным полем, сонаправленным с продольной осью изделия и достаточным для его
намагничивания до технического насыщения, а затем сквозь область с сонаправленным с
продольной осью изделия постоянным размагничивающим магнитным полем заранее
определенной величины, при которой достигается полное размагничивание эталонного
изделия из числа контролируемых, подвергнутого отпуску при максимальной для изделий
данного типа температуре, а после выхода изделия из области влияния размагничивающего поля измеряют величину создаваемого изделием остаточного магнитного потока и
определяют искомые свойства на основании заранее установленной корреляционной зависимости, связывающей их с величиной указанного потока.
В отличие от прототипа по заявляемому способу изделие перемещают сквозь область
с сонаправленным с продольной осью изделия постоянным размагничивающим магнитным полем заранее определенной величины, при которой достигается полное размагничивание эталонного изделия из числа контролируемых, подвергнутого отпуску при
максимальной для изделий данного типа температуре.
Это позволяет повысить достоверность контроля механических свойств движущегося
ферромагнитного изделия в области высокотемпературного отпуска за счет частичного
размагничивания контролируемых изделий магнитным полем такой величины, при которой достигается полное размагничивание эталонного изделия из числа контролируемых,
подвергнутого отпуску при максимальной для изделий испытуемого типа температуре,
что обеспечивает повышение чувствительности остаточного магнитного потока, создаваемого контролируемым изделием в процессе движения после его намагничивания и частичного размагничивания, к изменению температуры термообработки и механических
свойств изделий из этих сталей в области высокотемпературного отпуска.
На фиг. 1 показана одна из возможных структурных схем устройства для реализации
способа по заявке.
На фиг. 2 показана зависимость остаточного магнитного потока стержней диаметром
10 мм и длиной 60 мм из стали 45 от температуры их отпуска, измеренного по прототипу
(1) и по предлагаемому способу (2). При контроле по прототипу величина размагничивающего поля составляла 1600 А/м, а по предлагаемому способу - 3200 А/м.
Способ осуществляют следующим образом.
Эталонное изделие из числа контролируемых, подвергнутое отпуску при максимальной для изделий испытуемого типа температуре, перемещают сквозь область с постоянным магнитным полем, достаточным для его намагничивания до технического насыщения
и совпадающим по направлению с его продольной осью. Затем эталонное изделие перемещают сквозь область с постоянным размагничивающим магнитным полем противоположного направления, также соосным с продольной осью изделия. После выхода
эталонного изделия из области влияния размагничивающего магнитного поля измеряют
величину остаточного магнитного потока, создаваемого движущимся эталонным изделием. При неравенстве измеренной величины нулю изменяют величину размагничивающего
поля (увеличивают, в случае если измеренная величина больше нуля, и уменьшают, если
она меньше нуля), размагничивают эталонное изделие демагнитизатором и повторяют измерение. При равенстве измеренной величины нулю фиксируют величину размагничивающего поля.
После этого сквозь область с постоянным магнитным полем, а затем сквозь область с
постоянным размагничивающим магнитным полем зафиксированной величины перемещают контролируемое изделие. После выхода контролируемого изделия из области влия3
BY 16463 C1 2012.10.30
ния размагничивающего магнитного поля измеряют величину остаточного магнитного
потока, создаваемого движущимся контролируемым изделием, и определяют искомые
свойства изделия на основании установленной заранее корреляционной зависимости, связывающей их с величиной остаточного магнитного потока, создаваемого движущимся
контролируемым изделием, после его частичного размагничивания.
Предложенный способ может быть реализован, например, с помощью устройства, показанного на фиг. 1.
Устройство содержит намагничивающую катушку 1, подсоединенную к источнику 2
постоянного тока и соосную с направляющей 3, через которую пропускается контролируемое (или эталонное) изделие 4, размагничивающую катушку 5, подсоединенную к источнику 6 регулируемого постоянного тока и также соосную с направляющей 3,
последовательно соединенные измерительную обмотку 7, расположенную соосно с
направляющей 3 вне зоны влияния магнитного поля размагничивающей катушки 5, измерительный канал 8 и блок 9 индикации, и демагнитизатор 10.
Способ реализуется следующим образом. Постоянный ток источника 2 постоянного
тока, проходя через намагничивающую катушку 1, создает внутри нее постоянное магнитное поле. Эталонное изделие 4 в процессе движения по направляющей 3 сквозь намагничивающую катушку 1 намагничивается этим полем до состояния технического
насыщения. При движении сквозь размагничивающую катушку 5 эталонное изделие 4 частично размагничивается. Степень размагничивания эталонного изделия 4 зависит от величины тока через размагничивающую катушку 5, устанавливаемого источником 6
регулируемого постоянного тока. Выходя из зоны влияния размагничивающего поля эталонное изделие 4 пересекает сечение измерительной обмотки 7 и вызывает изменение
сцепленного с ней магнитного потока, индуцируя в измерительной катушке 7 сигнал, пропорциональный скорости изменения магнитного потока. Этот сигнал поступает на измерительный канал 8, где из него выделяется и интегрируется однополярный импульс
напряжения. Величина проинтегрированного сигнала будет пропорциональна величине
остаточного магнитного потока Фrэ, создаваемого движущимся эталонным изделием 4.
Сигнал, пропорциональный этой величине, подается на индикатор 9. В случае, если этот
сигнал не равен нулю, эталонное изделие размагничивают демагнитизатором 10, изменяют
величину тока через размагничивающую катушку 5 (увеличивают, в случае если измеренная величина больше нуля, и уменьшают, если она меньше нуля) и повторяют процесс. При
равенстве измеренной величины нулю фиксируют величину размагничивающего поля.
Затем сквозь направляющую 3 пропускается контролируемое изделие 4. В процессе
движения по направляющей 3 сквозь намагничивающую катушку 1 оно намагничивается
этим полем до состояния технического насыщения. При движении сквозь размагничивающую катушку 5 контролируемое изделие 4 частично размагничивается. Степень размагничивания контролируемого изделия 4 зависит от его свойств и от зафиксированной
величины размагничивающего поля. Выходя из зоны влияния размагничивающего поля,
контролируемое изделие 4 пересекает сечение измерительной обмотки 7 и вызывает изменение сцепленного с ней магнитного потока, индуцируя в измерительной катушке 7
сигнал, пропорциональный скорости изменения магнитного потока. Этот сигнал поступает на измерительный канал 8, где из него выделяется и интегрируется однополярный импульс напряжения. Величина проинтегрированного сигнала будет пропорциональна
величине остаточного магнитного потока Фr, создаваемого движущимся контролируемым
изделием 4. Сигнал, пропорциональный этой величине, подается на индикатор 9.
Искомые свойства определяют на основании установленной заранее корреляционной
зависимости, связывающей их с величиной остаточного магнитного потока после частичного размагничивания контролируемого изделия магнитным полем зафиксированной величины.
4
BY 16463 C1 2012.10.30
Из фиг. 2 видно, что при измерении только остаточного магнитного потока по прототипу (кривая 1) при температуре отпуска контролируемого изделия в диапазонах 250350 °С и 400-600 °С величина Фr не зависит от изменения температуры отпуска.
При измерении по предлагаемому способу (кривая 2) высокая чувствительность (примерно 0,14 % изменения информационного параметра на 1 градус) достигается во всем
возможном диапазоне изменения температуры отпуска.
Эффективность предлагаемого способа обусловлена тем, что для размагничивания изделия, подвергнутого низкотемпературному отпуску (то есть более твердого изделия),
требуется размагничивающее поле большей величины. При выборе величины размагничивающего поля, обеспечивающего размагниченное состояние эталонного изделия из
числа контролируемых, подвергнутого отпуску при максимальной для данного типа изделий температуре, величина остаточного магнитного потока контролируемого изделия изменяется сильнее в области высоких и слабее в области низких температур отпуска, что
позволяет изменить ход зависимости измеряемого параметра от температуры отпуска.
Техническим результатом осуществления предлагаемого способа является повышение
чувствительности магнитного метода контроля температуры отпуска изделий из ферромагнитных сталей, не имеющих однозначной зависимости результата измерения стандартных магнитных характеристик от температуры отпуска в широком интервале ее
изменения.
Источники информации:
1. Патент РБ 11395, МПК G 01N 27/80, 2008.
2. А.с. СССР 1078310, МПК G 01N 27/90, 1984.
3. Сандомирский, С.Г. Магнитный контроль физико-механических свойств изделий
массового производства в движении (Обзор) // Дефектоскопия. - 1996. - № 7. - С. 31-39.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
132 Кб
Теги
by16463, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа