Способ стуктуроскопии ферромагнитных материалов

Союз Советских Социалистических РеслублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТРРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фе /фг;ЪМ(22) Заявлено 23. 05, 78(21) 2619847/25-28с присоединением заявки Йо(51)М ( 3 6 01 й 27/90 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель Инстйтут физики имени Л. Б. Киренского Сибирского отделения АН СССР(54) СПОСОБ СТРУКТУРОСКОПИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к средствам структуроскопии материалов по электромагнитным параметрам и может быть использовано для контроля качества структуры ферромагнитных материалов, 5 например, отсутствие дефектов, качество термообработки.Известен способ контроля физического состояния ферромагнитных сталей методом вихревых токов 1) т заключаю щийся в том, что сигнал, снимаемтй с вихретокового датчика, обрабатывают с помощью электронной аппаратуры и представляют в виде положения точки на экране осциллограФа, на вертикаль ные отклоняющие пластины которого подается постоянное напряжение, пропорциональное квадрату эффективного значения напряжения сигнала датчика, а на горизонтальные - пропорциональное 20 отношению амплитуды одной из высших гармоник сигнала к его эффективному значению, При этом напряжение на вертикальных отклоняющих пластинах характеризует магнитную проницаемость 25 контролируемой детали, а на горизон-. тальных - форму петли гистерезиса, Т,е., положение светящейся точки на экране осциллографа характеризует физическое состояние контролируемой де тали, связанное с ее магнитными параметрами.Однако в указанном способе контроля требуется постоянство остальных параметров контролируемого образца (размеры, электропроводность), так как их изменение также влияет на положение светящейся точки на экране осциллографа. Известен наиболее близкий по техническому решению к предложенному способ структуроскопии ферромагнитных материалов (21, заключающийся в том, что в трансформаторном преобразователе контролируемый образец перемагничивают поочередно полями разных частот, выделяют гармоники этих частот и по соотношению их фаз судят о результатах контроля. Однако достоверность контроля этим способом недостаточная, т.к. на его результаты также влияет нестабильность электропроводности и размеров образца материала.Целью изобретения является повышение достоверности контроля,,Цля этого фиксируют значения амплитуд полей, при которых фазы третьихгармоник имеют максимум, определяютмагнитные параметры по формулам:- Н при Н (Нс при р Нс, 5 Устройство работает следующим образом.В первый такт работы коммутатора 3 электронный ключ 4 подсоединяет к 40 преобразователю 8 генератор 1, во второй такт работы - генератор 2. При этом контролируемое иэделие, находящееся в преобразователе, поочередно намагничивается двумя переменными по лями частот Г и Г" . Напряжение, подаваемое на первичную обмотку преобразователя, поступает на ключ 5, а вторичная ЭДС - на ключ 6. Оба эти ключа управляются коммутатором 3, поэтому в первый такт его работы напряжение частоты Г и вторичная( ЭДС полученная в поле этой частоты, будут подаваться на фазометр 9, а во второй такт работы коммутатора напряжение частоты Г" и соответствующая вторичная ЭДС - на Фазометр 10. В этих фазометрах происходит выделение третьей гармоники вторичной ЭДС частотой ЗГ и ЗГ, Утроение частот Ги Г(1( создание опорного напряжения) и измерение Фазы тре О тъей гармоники вторичных ЭДС. Блок 11 выполнен по схеме, срабатывающей МР ЮаЭ = Н -- Н,8 Я ф Д( Я(где Г. - частота одного из намагничивающих полей;(1г - частота другого намагничивающего поля;Н;-. амплитуда поля частоты Г , прикоторой наблюдается максимумфазы третьей гармоники вторичной ЭДС;1(Н - то же для частоты1Нс - коэрцитивная сила;)( - максимальная проницаемость;а 1 фд 20Ьэ - индукция насыщения.и по полученным параметрам судят окачестве структуры материала.На Фиг. 1 показана блок-схемаустройства для реализации способа; 25на фиг. 2 - зависимость)(фи аВБот содержания углерода в стали; нафиг. 3 - граФик зависимости оВ оттемпературы закалки стали ШХ.Устройство состоит из генераторов1 и 2, коммутатора 3, управляемыхэлектронных ключей 4, 5, б, 7 трансФорматорного преобразователя 8, фазометров 9 и 10 на частотах ЗГ и ЗГн,следящего блока 11, вычислительногоблбка 12, регистрирующего блока 13. при достижении максимума Фазой третьейгармоники, определяемой в Фазометрах9 или 10. При срабатывании схемы открывается ключ 7, и сигнал, пропорциональный амплитуде поля в преобразователе 8 в этот момент, поступаетв вычислительный блок 12. Работа этого блока управляется коммутатором 3таким образом, что в первый такт егоработы поступающая амплитуда поля умножается на множитель 1 У Ц (илиДиже ), а во второй- на мно) у (Цжитель/ф-Р)(или же ) .Оба эти(Д(,УГпроизведения в блоке 12 вычитаютсядруг из друга и разность поступаетна региСтрирующий блок 13,По графикам, приведенным на фиг.2и 3, определяют функции содержанияуглерода в стали и температуры закалки от полученных параметров.Формула изобретенияСпособ структуроскопии Ферромагнитных материалов, заключающийся втом, что в трансформаторном преобразователе контролируемый образец перемагничивают поочередно полями разныхчастот, выделяют гармоники этих частот и по соотношению их фаз судят орезультатах контроля, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, Фиксируютзначения амплитуд полей, при которыхфазы третьих гармоник имеют максимум,определяют магнитные параметры по Формулам;(Ят.Яйу рНи при Н Нс,где Г - первая рабочая частотдГ - вторая рабочая частота;Н - амплитуда поля частоты1при которой наблюдается максимум фазы третьей гармоникивторичной ЭДС,Н- то же для частотыЦН - коэрцитивная сила;)ц - начальная проницаемость;коэффициент Релея,р - максимальная проницаемость,о1/рВ - индукция насыщенияЬи по полученным параметрам судят окачестве структуры материала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР( 282723, кл. Я 01 й 27/86, 1968.2. Авторское свидетельство СССРР 564589, кл. Я 01 М 27/86, 1975 (прототип).