CZ2006751A3 - Zpusob a zarízení pro zjištování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli - Google Patents
Zpusob a zarízení pro zjištování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2006751A3 CZ2006751A3 CZ20060751A CZ2006751A CZ2006751A3 CZ 2006751 A3 CZ2006751 A3 CZ 2006751A3 CZ 20060751 A CZ20060751 A CZ 20060751A CZ 2006751 A CZ2006751 A CZ 2006751A CZ 2006751 A3 CZ2006751 A3 CZ 2006751A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- output
- magnetic
- input
- sample
- coil
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 abstract 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 14
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 229910018106 Ni—C Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Pri zjištování magnetických vlastností materiálu,se vzorek materiálu vystaví pusobení harmonickéhomagnetického pole o frekvenci odpovídající magnetostrikcní rezonancní frekvenci a soucasne se vystaví pusobení magnetického sycení, jehož intenzita má s výhodou pilový prubeh. Sleduje se a/nebo zaznamenává závislost amplitudy magnetostrikcních kmituna intenzite magnetického sycení. Je-li vzorek vyroben z oceli, pak se z prubehu závislosti amplitudy magnetostrikcních kmitu na intenzite magnetického sycení stanovuje množství zbytkového austenitu v oceli. V zarízení pro zjištování magnetických vlastností materiálu se vzorek (1) z materiálu, jehož magnetické vlastnosti jsou zjištovány, soucasne nachází v magnetickém poli první cívky (2) a v magnetickém poli druhé cívky (4). Vzorek (1) je opatren snímacem (3) amplitudy kmitu. Vstup (21) první cívky (2) je pripojen na výstup (51) zdroje (5) harmonického signálu a vstup (41) druhé cívky (4) pripojen k prvnímu výstupu (61) zdroje (6) magnetického sytícího napetí. Výstup (31) snímace (3) amplitudy mechanických kmitu vzorku (1) je pripojen, s výhodou, pres nábojový zesilovac (12) k prvnímu vstupu (71, 81) nejméne jedné merící a vyhodnocovacíjednotky (7,8).
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zařízení pro zjišťování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli, a kromě zjišťování obecných charakteristik materiálu řeší například zjišťování množství zbytkového austenitu v oceli.
Dosavadní stav techniky
Je známo, že magnetické vlastnosti materiálu jsou zjišťovány vystavením vzorku tohoto materiálu účinkům stabilního nebo proměnlivého magnetického pole, kde zdrojem tohoto pole je elektrický proud procházející cívkou. Nevýhodou těchto metod je, že výčet vlastností materiálu, zjistitelných tímto způsobem, je omezený. Dále je známo, že u tělesa, které je vyrobeno z mangnetostrikčního materiálu, dojde při jeho vystavení účinkům magnetického pole ke změně jeho rozměrů. Má-li magnetické pole harmonický průběh, lze při změně kmitočtu zjistit rezonanční magnetostrikční kmitočet, jehož hodnota závisí na geometrii tělesa. Rovněž je známo, že vlastnosti výrobků, vyrobených z polykrystalických materiálů závisí na struktuře tohoto materiálu, zejména na povaze fází, ze kterých jsou krystalová zrna tvořena. V případě kalených ocelí je důležitou strukturní vlastností množství zbytkového austenitu, který tvoří nemagnetický podíl v materiálu vzorku. Je známo, že množství zbytkového austenitu v ocelích se zjišťuje na metalografických výbrusech, pozorovaných optickým mikroskopem, přičemž se vyhodnocuje poměr součtu ploch průřezů austenitickými zrny vůči celkové ploše průřezu. Nevýhodou tohoto způsobu je jeho pracnost a časová náročnost. Množství zbytkového austenitu v oceli lze rovněž zjistit z intenzity difřakčních stop materiálu, vystaveného RTG záření. Nevýhodou této metody je, že zařízení, na kterém se provádí je nemobilní, nákladné a náročné na obsluhu.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody řeší způsob zjišťování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli, jehož podstatou je, že se vzorek materiálu vystaví působení harmonického magnetického pole o frekvenci odpovídající magnetostrikční rezonanční frekvenci a současně se vystaví působení magnetického sycení, jehož intenzita má s výhodou pilovitý průběh, přičemž sc sleduje ··«· * · • · · · • · · • · · ♦ • · · · ·· »· * « ·♦ ·· • · · · · • · · ··· • · · · · · • · · · · • ·· ·· ·· a/nebo zaznamenává závislost amplitudy magnetostrikčních kmitů na intenzitě magnetického sycení. Alternativně je podstatou, že v případě vzorku vyrobeného zocelí se z průběhu závislosti amplitudy magnetostrikčních kmitů na intenzitě magnetického sycení stanovuje množství zbytkového austenitu v oceli.
Podstatou zařízení pro zjišťování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli je, že vzorek z materiálu, jehož magnetické vlastnosti jsou zjišťovány, se současně nachází v magnetickém poli první cívky a v magnetickém poli druhé cívky, přičemž vzorek je opatřen snímačem amplitudy kmitů, a dále je vstup první cívky připojen na výstup zdroje harmonického signálu a vstup druhé cívky připojen k prvnímu výstupu zdroje magnetického sytícího napětí a výstup snímače amplitudy mechanických kmitů vzorku připojen k prvnímu vstupu nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky. Alternativně je podstatou zařízení, že zdroj harmonického signálu je tvořen generátorem harmonického signálu, jehož výstup je napojen na vstup výkonového zesilovače harmonického signálu. Výstup výkonového zesilovače harmonického signálu je současně výstupem zdroje harmonického signálu. Dle další alternativy je podstatou zařízení, že výstup snímače amplitudy kmitů je připojen k prvnímu vstupu nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky přes nábojový zesilovač. Alternativně je druhý výstup zdroje magnetického sytícího napětí připojen ke druhému vstupu nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky a dle další alternativy je měřící a vyhodnocovací jednotkou grafické zobrazovací zařízení, s výhodou souřadnicový zapisovač nebo paměťový osciloskop a/nebo číslicové záznamové zařízení, s výhodou počítač. Dle další alternativy je podstatou zařízení, že zdroj magnetického sytícího napětí dále obsahuje řídící vstup, kterým je připojen k řídícímu výstupu pro řízení sytícího napětí nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky. Dle další alternativy zdroj harmonického signálu dále obsahuje řídící vstup, kterým je připojen k řídícímu výstupu pro řízení harmonického napětí nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky.
Výhodou způsobu zjišťování magnetických vlastností dle vynálezu je, že mohou být zjišťovány nové charakteristiky materiálu, ze kterých lze např. u kalených ocelí vyhodnotit množství zbytkového austenitu. Provádění způsobu je laciné, rychlé a není zatíženo subjektivními faktory.
Výhodou zařízení k provádění tohoto způsobu je, že jej lze snadno sestavit z přístrojů běžně dostupných v laboratořích. Jednotlivé alternativy přitom zajišťují různý uživatelský komfort, s ohledem na dostupné vybavení každého pracoviště.
·**· ·4 • · ·
4 · 4 • 4 ·· ·· 444 «4 ·· • 4 4 4 · « 4 4 4·· • « 4 4 4 · « 4 4 4 · • 44 44 (..4·
Přehled obrázků na výkresech
Obrázek 1 znázorňuje schématické znázornění příkladného provedení zařízení k provádění způsobu dle příkladu 1. Obrázek 2 znázorňuje schématické znázornění příkladného provedení zařízení k provádění způsobu dle příkladu 2. Obrázek 3 znázorňuje schématické znázornění příkladného provedení zařízení k provádění způsobu dle příkladu 3.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Způsob zjišťování magnetických vlastností materiálu se příkladně provádí na vzorcích, u kterých je zjišťována závislost amplitudy magnetostrikčních rezonančních kmitů na intenzitě stejnosměrného magnetického sycení. Při provádění způsobu se při nulové intenzitě sycení nejprve naladí harmonický kmitočet proudu, který odpovídá magnetostrikčnímu rezonančnímu kmitočtu zkušebního tělesa. Amplituda kmitů zkušebního tělesa se zjišťuje sledováním signálu snímače amplitudy kmitů, který se umístí na vzorku. Při vlastním měření se vzorek dále vystaví vlivu stejnosměrného magnetického sycení, jehož intenzita je nastavitelně měnitelná. Při automatickém provádění způsobu se dle předem stanoveného
A programu plynule zvyšuje hodnota stejnosměrného proudu procházejícího druhou cívkou, přičemž časový průběh proudu v zadaném rozsahu má lineární průběh. Při automatickém opakování měření je průběh proudu pilovitý. Získané závislosti amplitudy magnetostrikčních kmitů tělesa na intenzitě stejnosměrného magnetického sycení se matematicky zpracují a získané hodnoty se v případě, že smyslem měření je zjišťování množství zbytkového austenitu v oceli na bázi Fe-Ni-C porovnávají s kalibračním grafem vytvořeným na základě měření amplitudy magnetostrikčních kmitů vzorků o metalograficky zjištěných obsazích zbytkového austenitu 5%, 25%, 50%, 75% a 95%.
U příkladného provedení zařízení dle tohoto příkladu se vzorek 1 současně nachází v magnetickém poli první cívky 2 a v magnetickém poli druhé cívky 4, přičemž obě cívky 2,4 i vzorek 1 tvaru válce o průměru 1 cm a délce 10 cm jsou upraveny souose. Vzorek 1 je opatřen piezokeramickým snímačem 3 amplitudy kmitů. Vstup 2l·první cívky 2 je připojen na výstup 51 zdroje 5 harmonického signálu, který dodává do cívky 2 střídavý harmonický budící proud. Vstup 43 druhé cívky 4 je připojen k prvnímu výstupu 61 zdroje 6
9*9 9* v · · · · * 9 • · · · • 9 99
9 ·· ·· ·* 9 9 9 • 9 9 « 999 < 9*99*9
9 9 **9 *99 9*9 ** ·· magnetického sytícího napětí, který dodává do druhé cívky 4 stejnosměrný budící magnetizační proud. Výstup 31 snímače 3 amplitudy mechanických kmitů vzorku i je přes nábojový zesilovač 12 připojen jak k prvnímu vstupu 7[ první měřící a vyhodnocovací jednotky 7, kterou představuje počítač, tak ke vstupu 81 druhé měřící a vyhodnocovací jednotky 8, kterou představuje ručkové měřidlo. Zdroj 5 harmonického signálu je tvořen ručně ovladatelným generátorem 9 harmonického signálu, jehož výstup 91 je napojen na vstup 101 výkonového zesilovače W harmonického signálu. Výstup 102 výkonového zesilovače 10 harmonického signálu je současně výstupem 51 zdroje 5 harmonického signálu.
Příklad 2
Příkladné provedení zařízeni dle tohoto příkladu se liší od příkladu | tím, že zdroj 6 magnetického sytícího napětí zahrnuje generátor pilovitého signálu. Zdroj 6 magnetického sytícího napětí je dále opatřen druhým výstupem 62, který je připojen jednak ke druhému vstupu 72 první měřící a vyhodnocovací jednotky 7 a jednak ke druhému vstupu 82 měřící a vyhodnocovací jednotky 8. Toto uspořádání umožňuje plynule měřit a zaznamenávat změny amplitudy magnetostrikčních kmitů na intenzitě sytícího proudu.
Příklad 3
-t
Příklad 3 se od příkladu 2 liší tím, že zdroj 6 magnetického sytícího napětí nezahrnuje generátor proměnlivého stejnosměrného napětí, ale obsahuje řídící vstup 63, který je připojen k řídícímu výstupu 73 nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky 7. Měřící a vyhodnocovací jednotka 7, tvořená počítačem, jednak generuje signál pro řízení úrovně sytícího proudu, jednak hodnotu této úrovně použije pro zaznamenání závislosti amplitudy magnetostrikčních kmitů na úrovni sycení vzorku. Další změnou vůči příkladu 2 je, že zdroj 5 harmonického signálu nezahrnuje generátor harmonických kmitů, neboť střídavé harmonické napětí je přiváděno na řídící vstup 52 z řídícího výstupu 74 měřící a vyhodnocovací jednotky
7.
··A · · · • · · · • · · • · · · • 9 9 · ·9 9
99 ♦ · * · ·· • · · • · · « • r- ··
Průmyslová využitelnost
Vynálezu lze využít nejen ke zjišťování magnetických vlastností odlévaných kovů a kovových slitin, ale též ke zjišťování magnetických vlastností jiných materiálů, např. kompozitních nebo vyrobených práškovou metalurgií.
Claims (9)
- Patentové nároky
- 2.00 6 Ί-&\ • · · · · • · · · I • · · « ·» ··1. Způsob zjišťování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli vyznačující se tím, že se vzorek materiálu vystaví působení harmonického magnetického pole o frekvenci odpovídající magnetostrikční rezonanční frekvenci a současně se vystaví působení magnetického sycení, jehož intenzita má s výhodou pilovitý průběh, přičemž se sleduje a/nebo zaznamenává závislost amplitudy magnetostrikčních kmitů na intenzitě magnetického sycení.2. Způsob dle nároku 1 vyznačující se tím, že v případě vzorku vyrobeného z oceli se z průběhu závislosti amplitudy magnetostrikčních kmitů na intenzitě magnetického sycení stanovuje množství zbytkového austenitu v oceli.
- 3. Zařízení pro zjišťování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli, vyznačující se tím, že vzorek (1) z materiálu, jehož magnetické vlastnosti jsou zjišťovány, se současně nachází v magnetickém poli první cívky (2) a v magnetickém poli druhé cívky (4), přičemž vzorek (1) je opatřen snímačem (3) amplitudy kmitů, a dále je vstup (21) první cívky (2) připojen na výstup (51) zdroje (5) harmonického signálu a vstup (41) druhé cívky (4) připojen k prvnímu výstupu (61) zdroje (6) magnetického sytícího napětí a výstup (31) snímače (3) amplitudy mechanických kmitů vzorku (1) připojen k prvnímu vstupu (71,81) nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky (7.8) .
- 4. Zařízení dle nároku 3, vyznačující se tím, že zdroj (5) harmonického signálu je tvořen generátorem (9) harmonického signálu jehož výstup (91) jc napojen na vstup (101) výkonového zesilovače (10) harmonického signálu, a kde výstup (102) výkonového zesilovače (10) harmonického signálu je současně výstupem (51) zdroje (5) harmonického signálu.
- 5. Zařízení dle nároku 3, vyznačující se tím, že výstup (31) snímače (3) amplitudy kmitů je připojen k prvnímu vstupu (71,81) nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky (7.8) přes nábojový zesilovač (12).···· ·· · · • · · AA AA • · · * *AAAA A A « · A A · « ·· ·· ·· AAAAA AA A · • A A A A A AA A · AAA' ··
- 6. Zařízení dle nároku 3, vyznačující se tím, že druhý výstup (62) zdroje (6) magnetického sytícího napětí je připojen ke druhému vstupu (72,82) nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky (7,8).
- 7. Zařízení dle nároku 3, vyznačující se tím, že měřící a vyhodnocovací jednotkou (7,8) je grafické zobrazovací zařízení, s výhodou souřadnicový zapisovač nebo paměťový osciloskop a/nebo číslicové záznamové zařízení, s výhodou počítač.
- 8. Zařízení dle nároku 3, vyznačující se tím, že zdroj (6) magnetického sytícího napětí dále obsahuje řídící vstup (63), kterým je připojen k řídícímu výstupu (73) pro řízení sytícího napětí nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky (7).
- 9. Zařízení dle nároku 3, vyznačující se tím, že zdroj (5) harmonického signálu dále obsahuje řídící vstup (52), kterým je připojen k řídícímu výstupu (74) pro řízení harmonického napětí nejméně jedné měřící a vyhodnocovací jednotky (7).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2006-751A CZ306170B6 (cs) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Způsob a zařízení pro zjišťování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2006-751A CZ306170B6 (cs) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Způsob a zařízení pro zjišťování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2006751A3 true CZ2006751A3 (cs) | 2008-06-11 |
| CZ306170B6 CZ306170B6 (cs) | 2016-09-07 |
Family
ID=39484192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2006-751A CZ306170B6 (cs) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Způsob a zařízení pro zjišťování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ306170B6 (cs) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4720676A (en) * | 1983-11-04 | 1988-01-19 | Allied Corporation | Magnetomechanical transducer utilizing resonant frequency shifts to measure pressure in response to displacement of a pressure sensitive device |
| CS258764B1 (cs) * | 1986-02-24 | 1988-09-16 | Ludek Kraus | Způsob měření konstantynasycené magnetostrikce magnetických pásků |
| US5103174A (en) * | 1990-02-26 | 1992-04-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Magnetic field sensor and device for determining the magnetostriction of a material based on a tunneling tip detector and methods of using same |
| JPH0740063B2 (ja) * | 1990-06-13 | 1995-05-01 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ磁界センサ |
| US5150617A (en) * | 1990-08-29 | 1992-09-29 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Magnetostrictive resonance excitation |
| US5600239A (en) * | 1995-06-16 | 1997-02-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Strain sensing system including a magnetostrictive material having a piezomagnetic property selected for maximizing electrical impedance to current applied to a predetermined skin depth |
-
2006
- 2006-11-30 CZ CZ2006-751A patent/CZ306170B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ306170B6 (cs) | 2016-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2707705B1 (en) | Surface property inspection device and surface property inspection method | |
| JP4083382B2 (ja) | 核燃料集合体用部材の水素濃度測定方法 | |
| Bao et al. | Magnetomechanical behavior for assessment of fatigue process in ferromagnetic steel | |
| Kaleta et al. | Application of the Villari effect in a fatigue examination of nickel | |
| JP6352321B2 (ja) | 複合共振法による非接触応力測定方法及びその測定装置 | |
| Matsumoto et al. | Numerical model of the eddy current magnetic signature (EC-MS) non-destructive micro-magnetic technique | |
| CZ2006751A3 (cs) | Zpusob a zarízení pro zjištování magnetických vlastností materiálu, zejména oceli | |
| US8626470B2 (en) | Reversible permeability measuring device | |
| RU2204827C1 (ru) | Способ для оценки остаточного ресурса изделий из ферромагнитных сталей и устройство для его осуществления | |
| Cai et al. | A study on influence of plastic deformation on the global conductivity and permeability of carbon steel | |
| US6752023B1 (en) | Method and device for carrying out the nondestructive material characterization of ferromagnetic substances | |
| JP2001133441A (ja) | 非破壊硬度計測方法 | |
| Schoenekess et al. | Special constructed and optimised eddy-current sensors for measuring force and strain in steel reinforced concrete | |
| Ribichini et al. | Evaluation of electromagnetic acoustic transducer performance on steel materials | |
| JP4109114B2 (ja) | 鋼構造または構成材の非破壊評価用検出器 | |
| Lo | Characterization of residual stresses in ferrous components by magnetic anisotropy measurements using a hall effect sensor array probe | |
| RU2073856C1 (ru) | Способ определения механических напряжений и магнитоупругий датчик для определения механических напряжений | |
| Vandenbossche et al. | Evaluating material degradation by the inspection of minor loop magnetic behavior using the moving Preisach formalism | |
| Mukherjee et al. | Phase-sensitive detection of extent of corrosion using anisotropic magnetoresistive (AMR) sensor in steel reinforcing bars (rebars) | |
| JP7454165B2 (ja) | 磁性体材料計測プローブおよび磁性体材料計測装置 | |
| McClure et al. | Correlation of Barkhausen effect type measurements with acoustic emission in fatigue crack growth studies | |
| Donzella et al. | Experimental Investigation on the Crack Closure Phenomenon Using Barkhausen Noise Method | |
| Chen et al. | A method of measuring dynamic strain under electromagnetic forming conditions | |
| JP3173365B2 (ja) | 磁歪効果を利用した応力測定方法 | |
| Augutis et al. | Determination of metal surface hardened layer depth using magnetic Barkhausen noise |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20191130 |