Способ измерения остаточных напряжений в текстурованных магнитных материалах

О П И С А Н И Е (п)962822ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскикСоциалистическиеРеспублик(51)М. Кл. С 01 Й 33/12 3 Ьеудерстекииый комитет СССР ао делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени институТ,физики металлов Уральского научного центра АНСССРи Верх-Исетский металлургический заврд(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТЕКСТУРОВАННЫХ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ 1Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано в металлургической и электротехнической промышленности для достоверной оценки качества рулоннойэлектротехнической стали,Известны способы и устройства дляопределения магнитных свойств листового или движущегося рулонного материала, предназначенные для массовогоконтроля качества заданных магнитныххарактеристик неповреждающими методами и включающими в себя операцииперемагничивания материала, усиления и преобразования выделяемыхсигналов и последующей их регистрации и обработки 1 11,Основной недостаток укаэанных способов определения качества электротехнической стали состоит в том, щчто измерения магнитных свойств проводят на специально приготовленныхобразцах, имеющих установленную фор.му и отожженных после нарезки. При 2изменении размеров или формы образцов, например, при измерении магнитных .свойств в Движущейся ленте или листах требуется вводить в резуль-. таты измерений поправочные коэффицициенты, чтобы обеспечить их сходимость с результатами стандартных измерений, Различия в свойствах об" разцов различных размеров и образцов после резки и после отжига для снятия наклепа обусловлены внутренними упругими (остаточными) напряжениями, которые образуются в электротехнической стали при технологических операциях ее изготовления, например,при нанесении электроизоляционных покрытий и выпрямпяющем отжиге. Известные способы и УстРойства длЯ опРеделениЯ магнитных свойств листовой или рулонной электротехнической стали не позволяют производить оценку влияния остаточных напряжений на магнитные свойства, что является одной из главных причин неэффективного их использования,9 б 2822 Цель изобретения - повышение тоц- .ности измерений,Поставленная цель достигаетсятем, цто согласно способу, основанному на перемагничивании материала переменным полем и измерениимагнитных потоков, намагничивают материал значением напряженности внешнего магнитного йоля, соответствующим состоянию намагниченности насы. щения материала, затем намагничивают его, значением напряженностивнешнего магнитного поля, соответствующим максимальной проницаемости,и по величине отношения этих сигналов судят о величине остаточных напряжений,На фиг. 1-3 приведены зависимости, поясняющие предлагаемый способ;на фиг. 4 - схема устройства дляего реализации,Способ определения остаточных напряжений основан на экспериментальноустановленных закономерностях: слабого влияния остаточных напряженийна магнитную индукцию насыщения материала Вз, сильной связи между величиной отношения магнитных индукций8/В, материала с остаточными напряжениями и изменением удельных потерььР этого материала при дополнительном отжиге.Данные фиг, 1 иллюстрируют возмож.:ность определения величины магнитнойиндукции в полях 100 А/м - В приормаксимальной проницаемости материала без остаточных напряжений по измерениям индукции насыщения в полях2500 А/м - В ,Связь между этимивеличинами близка к линейной. Оста"точные напряжения практически невлияют на магнитную индукцию при насыщении, поэтому .значение В р материала без остаточных напряжений можалеРм 5 Вчц/цВз8,Устройство для реализации способа (Фиг. 4), включающее источник 1 фф питания, блок 2 измерения магнитногопотока в поле напряженностью свыше2500 А/м, блок 3 измерения магнитного потока в поле напряженностью Известен также способ оценки влия-ния остаточных напряжений на магнитные свойства путем сравнения магнитных характеристик, измеренных на стандартных образцах после резки и после повторного отжига для снятия нак" лепа 2.Однако известнйй способ нетехно". логичен, требует длительного времени, трудоемок, приводит к бесполезному расходу металла и, главное, не позволяет оценить остаточные напряже-ния в целых листах или по длине рулона на движущейся ленте. но определить, измеряя 8 на материале с напряжениями.Данные фиг. 2 позволяют по зна+чению В с высокой достоверностьюоценить значение удельных потерь.Чем сильнее ухудшаются удельные потери под действием остаточных напряжений, тем сильнее снижается магнитная индукция Вр, Поэтому изменение16 магнитной индукции Вррмаксимальнойпроницаемости под действием оста"точных напряжений характеризует влияние остаточных напряжений на удельные потери.1 у Таким образом, измеряя на материале с остаточными напряжениями маг.нитную индукцию при максимальной про. ницаемости и при насыщении, можно определять относительное изменение маг 2 внитной индукции В, под действием ос=таточных напряжений и этой величинойоценять остаточные напряжения в материале,Это доказывается экспериментальныр ми данными (фиг. 3),Сильная связь между изменением удельных потерь под действием остаточных напряжений и отношением магнитных индукций 8 /В дозволяет рассчитать изменение удсльныхЗВ потерь при дополнительном отжиге покорреляционным соотношениямСйособ осуществляется следующим образом.Материал с остаточными напряженияИми намагничивают до состояния максимальной проницаемости, определяют сигнал, пропорциональный магнитному по",току при максимальной проницаемости, фми-Фу=8 8, 3)где- сечение материала.Материал с остаточными напряжениями намагничивают до состояния насы 43щения и определяют сигнал, пропорциональный магнитному потоку при насыщении, фсо -=в "ь (г)Отношейиесигналов О /О характеризует остаточные напряжейияв материЯ22вИспользование предлагаемого способа позволит наиболее достоверно производить контроль качества рулочной анизотропной электротехнической стали, что обеспечит ее рациональное использование. Возможность определенияна неотожженном материале уровня остаточных напряжений позволит выбрать партии стали, на которых дополнительный отжиг дает наиболее эффективные ,результаты, и исключить из процесса отжига партии стали, для которых дополнительный отжиг Неэффективен,.9628 Способ измерения остаточных напря"жений в текстурованных магнитных ма"териалах, основанный на перемагничивании материала переменным полем,и измерении магнитных потоков, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, намагничивают материал:значением напряженности внешнего магнитного поля, соответствующим состоянию намагниченности насыщения материала, затем намагничивают его значением напряженности внешнего.магнитного поля, соответствующиммаксимальной проницаемости, и по величине отношения этих сигналов судято величине остаточных напряжений.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 451970, кл. 6 01 й 33/12, 1974.2. Дружинин В. В. Магнитные свойства электротехнической стали. И"Энергия", 1974, с, 178. 50-250 А/м, блок 4 деления сигналов,индикатор 5 влияния остаточных напряжений, катушку 6 для измеренияиндукции в слабом поле, измерительнуюкатушку 7 для измерения индукции вполе свыше 2500 А/мнамагничивающийсоленоид 8, полосу 9 электротехнической стали, график 10 распределенияполя в соленоиде 8,Магнитный материал, например полоса 9 электротехнической стали,находится в намагничивающем соленоиде 8, подключенном к источнику 1питания и создающем неоднородноеполе по длине материала. На участке Исоленоида с максимальной напряженностью поля порядка 2500 А/и установлена катушка 7, а на участке соленоида с напряженностью порядка 80-.300 А/м катушка 6. Катушки б и 7 сое- зфдинены с блоками 2 и 3 измерения маг .нитного потока, присоединенными к блоку 4 деления и индикатору 5 . оста"точных напряжений.Устройство работает следующим об- Иразом.Источник 1 подает переменное нап-:.ряжение на соленоид 8. От измеритель"ных катушек 6 и 7 поступают сигналы 0 и От пропорциональные магнит" щному потоку в полосе 9 при максимальной проницаемости и при насыщении-ф Вв , 3.,-ф,= В .Сигйалы поступают на блок 4 деления,с которого сигнал пропорциональныйотношению этих величин, подаетсяна индикатор 5, например вольтметр,отградуированный в значениях изме-,нения удельных потерь под влиянием 1.остаточных напряжений. Формула изобретения"/м Составитель А. ОрловТехред Т.фанта Корре Н. Корол ктор В, Пе 500/63 д, 4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,оектна Тира НИПИ Госу по дела 33035, Мо Юрстве изобр ва, Ж Подписноеного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб.,