Способ импульсного магнитного контроля температуры отпуска изделия из улучшаемой ферромагнитной стали после его окончания

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТПУСКА ИЗДЕЛИЯ ИЗ УЛУЧШАЕМОЙ ФЕРРОМАГНИТНОЙ СТАЛИ ПОСЛЕ ЕГО ОКОНЧАНИЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Матюк Владимир Федорович Кратиров Валерий Борисович Бурак Вероника Анатольевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(56) ГЕРАСИМОВ В.Г. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами. - М. Энергия,1978. - С. 113-117.2051381 С 1, 1995.1719975 1, 1992.118732, 1918.(57) Способ импульсного магнитного контроля температуры отпуска изделия из улучшаемой ферромагнитной стали после его окончания, в котором на контролируемое изделие воздействуют импульсом аксиально симметричного магнитного поля, измеряют величину напряженности магнитного поля, при которой динамическая магнитная индукция, возникающая во время действия импульса, принимает максимальное значение, и определяют указанную температуру по заранее установленным калибровочным уравнениям, связывающим ее с указанной измеренной величиной. 11391 1 2008.12.30 Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств материалов и сплавов и может быть использовано на машиностроительных и металлургических предприятиях для неразрушающего контроля температуры отпуска изделий из улучшаемых ферромагнитных сталей после его окончания. Известен способ импульсного магнитного контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов, при котором изделие намагничивают импульсами аксиально симметричного магнитного поля, ось симметрии которого перпендикулярна поверхности изделия, а о механических свойствах судят по величине градиента напряженности поля остаточной намагниченности вдоль оси симметрии намагничивающего поля 1. Недостатком известного способа является применимость его только для изделий из материалов, имеющих однозначную зависимость градиента напряженности поля остаточной намагниченности от температуры термообработки и механических свойств изделий,что не позволяет контролировать температуру отпуска изделия из улучшаемой ферромагнитной стали, содержащей более 0,3 углерода, после его окончания. 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 0 нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности над центром намагниченного участка, по величине которого судят о механических свойствах изделия 2. Недостатком известного способа является невозможность контролировать температуру отпуска изделия из улучшаемой ферромагнитной стали, содержащей более 0,3 углерода, после его окончания из-за неоднозначной зависимости 0 от температуры отпуска. Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ импульсного магнитного контроля параметров ферромагнитных изделий, при котором на контролируемое изделие воздействуют импульсным магнитным полем и измеряют максимальное значение магнитной индукции, по величине которой судят о свойствах контролируемого изделия 3. Недостатком известного способа является его применимость только для изделий,имеющих однозначную зависимость между магнитными и механическими свойствами,что не позволяет контролировать температуру отпуска изделия из улучшаемой ферромагнитной стали, содержащей более 0,3 углерода, после его окончания, например изделия из рессорно-пружинной стали. Цель настоящего изобретения - расширение номенклатуры контролируемых изделий. Сущность изобретения заключается в том, что на изделие воздействуют импульсом аксиально симметричного магнитного поляи измеряют величину напряженностиэтого поля, при которой динамическая магнитная индукция , возникающая во время действия импульса, принимает максимальное значение . В отличие от прототипа измеряют не максимальное значение магнитной индукции, а напряженностьнамагничивающего поля, при котором эта индукция достигается. На фиг. 1 показаны динамические петли гистерезиса при импульсном намагничивании заготовок шестерен из улучшаемой стали 45, закаленных при 850 С и отпущенных при 300 С (а) и при 700 С. На фиг. 2 показана зависимость(а) и(б) от температуры отпуска заготовок шестерен из улучшаемой стали 45, закаленных при 850 С и отпущенных в интервале температур 300-700 С. На фиг. 3 показана одна из возможных структурных схем устройства для реализации способа по заявке. Способ осуществляют следующим образом. 2 11391 1 2008.12.30 На испытуемое изделие воздействуют аксиально симметричным импульсным магнитным полеми измеряют величину динамической магнитной индукцииво время прохождения намагничивающего импульса, в момент достижения динамической магнитной индукциейсвоего максимального значенияизмеряют величинунапряженности намагничивающего поляи по заранее установленным калибровочным уравнениям определяют режим отпуска, которому подвергся объект контроля. Предложенный способ может быть реализован, например, с помощью устройства, показанного на фиг. 3. Устройство содержит блок 1 управления, генератор 2 импульсов тока, намагничивающий соленоид 3, датчик 4 измерения динамической магнитной индукции, блок 5 измерения динамической магнитной индукции, пиковый детектор 6, компаратор 7, блок 8 измерения напряженности магнитного поля и индикатор 9. Для реализации способа устанавливают намагничивающий соленоид 3 на поверхность испытуемого изделия (на фигуре не показано). Включают блок 1 управления, который запускает генератор 2 импульсов тока и устанавливает пиковый детектор 6 и блок 8 измерения напряженности магнитного поля в исходное состояние. Импульсы тока, проходя через намагничивающий соленоид 3 преобразователя, создают импульсное магнитное поле, которое намагничивает контролируемое изделие. Электрический сигнал с датчика 4 измерения динамической магнитной индукции поступает на блок 5 измерения динамической магнитной индукции и далее на пиковый детектор 6. Датчик 4 измерения динамической магнитной индукции может быть выполнен в виде двух встречно включенных измерительных катушек, расположенных на противоположных торцах намагничивающего соленоида 3. Текущая величина намагничивающего поля отслеживается блоком 8 измерения напряженности магнитного поля. В момент достижения сигналом, снимаемым с пикового детектора 6, максимума, что соответствует максимумудинамической магнитной индукции , срабатывает компаратор 7, по сигналу которого блокируется блок 8 измерения напряженности магнитного поля, а зафиксированный им сигнал, соответствующий величине , поступает на индикатор 9. Как видно из фиг. 2, величина напряженностинамагничивающего поля, при которой динамическая магнитная индукциядостигает максимальной величины , существенно различается для образцов, отпущенных при 300 С и при 700 С. При этом между величиной(в отличие от ) и температурой отпуска существует однозначная связь,что позволяет вести контроль температуры отпуска по результатам измерения Н. Техническим результатом осуществления данного способа является расширение области применения импульсного магнитного метода контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов на класс так называемых улучшаемых сталей, не имеющих однозначной зависимости результата измерения стандартных магнитных характеристик от температуры отпуска, которому подвергалось изделие, в широком интервале ее изменения. Источники информации 1. Мельгуй М.А. Магнитный контроль механических свойств сталей. - Мн. Наука и техника, 1980. - С. 140-141, 151-162. 2. А.с. СССР 708795, 1982. 3. Герасимов В.Г., Покровский А.Д., Сухоруков В.Д. Неразрушающий контроль. Кн. 3. Электромагнитный контроль. - М. Высшая школа, 1992. - . 113-118. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4