DE3152921C2 - Method and device for determining the mechanical properties of a ferromagnetic specimen - Google Patents

Method and device for determining the mechanical properties of a ferromagnetic specimen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die zerstörungsfreie Prüfung von ferromagnetischen Werkstoffen, insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften eines ferromagnetischen Prüflings mittels mehrmaligen Magnetisierens desselben durch ein rechtwinklig zu seiner Oberfläche gerichtetes axialsymmetrisches Magnetfeld, Abtasten des Gradienten des lokalen Remanenzfeldes entlang der Symmetrieachse des Magnetfeldes und Beurteilung der mechanischen Eigenschaften des Prüflings nach der Größe des Gradienten. Eine solche Prüftechnik ist aus M.A. Melgui "Magnitny kontrol mekhanicheskikh svoistv stalei" (Magnetische Prüfung der mechanischen Eigenschaften von Stählen) in "Nauka i tekhnika" (Wissenschaft und Technik), 1980, S. 140 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Prüfling durch mehrmaliges Einwirken eines axialsymmetrischen pulsierenden Magnetfeldes mit gleichbleibender Amplitude magnetisiert, dessen Symmetrieachse normal zur Oberfläche des Prüflings gerichtet ist, und der Gradient der Normalkomponente des magnetischen Remanenzfeldes wird anschließend entlang der Symmetrieachse des Magnetfeldes mittels einer Gradiometer- Ferrosonde abgetastet. Dadurch wird der Einfluß von vorhergehenden magnetischen Vorgängen bei dünnen Prüflingen ausgeschaltet und die Ergebnisse der Prüfung werden stabiler.
Bei Prüflingen großer Dicke beeinträchtigt jedoch Unbestimmtheit der Magnetisierungstiefe und der Einfluß der vorhergehenden magnetischen Vorgänge die Stabilität und Genauigkeit der Prüfergebnisse. Aus diesem Grund kann das bekannte Verfahren zur Prüfung von über 4 mm dicken Erzeugnissen, beispielsweise von dickem Blechwalzgut, kaum angewendet werden.
Eine Vorrichtung zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften von ferromagnetischen Prüflingen ist aus "Defektoskopia" (Defektoskopie), 1979, H. 3, S. 29 bekannt. Diese hat einen Impulsformer zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes, eine Schaltung zur Messung des Gradienten des Remanenzfeldes und eine Anzeigevorrichtung. Der Impulsformer ist eine Magnetisierungsvorrichtung (ein Solenoid), die an einen Stromimpulsgenerator angeschlossen ist.
Die Magnetisierung des Prüflings folgt durch die Impulse des Magnetfeldes des Solenoids, das mit seiner Stirnfläche auf die Oberfläche des Prüflings gestellt wird. Ein Wandler des Gradienten der Normalkomponente des magnetischen Remanenzfeldes liefert ein entsprechendes Signal an die Meßschaltung, die die Anzeigevorrichtung ansteuert.
Nach deren Anzeige wird über die mechanischen Eigenschaften des Prüflings geurteilt.
Auch diese Vorrichtung liefert glaubwürdige Ergebnisse nur bei der Prüfung von Prüflingen geringer Dicke (bis zu 4 mm).
Eine ähnliche Prüftechnik ist noch aus der US-PS 26 47 628 bekannt. Hier findet die Prüfung jedoch statt durch einmaliges Hindurchbewegen der Prüflinge durch eine Spule, was nur mit kleinen Werkstücken einfacher Konfiguration möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften eines Prüflings aus ferromagnetischem Werkstoff zu schaffen, die eine Erhöhung der Genauigkeit und Glaubwürdigkeit der Ergebnisse in einem breiten Bereich der Prüflingsdicken, vor allem bei höheren Wandstärken, erlauben.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Magnetisierung des Prüflings mittels einer ersten Impulsfolge bis zum ersten Zeitpunkt, in dem die Zunahme der Größe des Remanenzfeldgradienten aufhört, und danach mittels einer zweiten Impulsfolge, deren Amplitude unter der maximalen Impulsamplitude der ersten Impulsfolge liegt, bis zum zweiten Zeitpunkt, in dem die Zunahme der Größe des Remanenzfeldgradienten aufhört.
Bei einem solchen Vorgehen kommt es zu einem bisher nicht bekannten nochmaligen Ansteigen des Gradienten des magnetischen Remanenzfeldes bei Anlegen der Magnetisierungsimpulse der zweiten Impulsfolge. Dieses weitere Ansteigen des Remanenzfeldgradienten durch die zweite Serie von Magnetisierungsimpulsen ist unabhängig davon, wie der Verlauf während der ersten Serien war, d. h. ob von einer Nullmagnetisierung, von einer Magnetisierung entgegengesetzter Polarität oder von einer bereits vorhandenen Magnetisierung gleicher Polarität ausgegangen wurde. Eben dadurch werden die genauen Prüfungsergebnisse erzielt.
Die größte Wirkung im Sinne eines weiteren Ansteigens des Remanenzfeldgradienten durch die zweite Magnetisierungsimpulsserie wird erzielt, wenn die erste Serie von ansteigender und die zweite Serie von fallender Amplitude ist. Demgemäß ist es eine zweckmäßige Weiterbildung des Verfahrens, wenn die Impulsamplitude der ersten Impulsfolge bis zum ersten Zeitpunkt kontinuierlich vergrößert wird, in dem die Zunahme der Größe des Remanenzfeldgradienten aufhört, und die Impulsamplitude der zweiten Impulsfolge bis zum zweiten Zeitpunkt kontinuierlich verringert wird, in dem die Zunahme der Größe des Remanenzfeldgradienten aufhört.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung mit einem Impulsformer zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes und einer Schaltung zur Messung des Gradienten der Normalkomponente des Remanenzfeldes, die in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ausgestattet ist mit einem Arbeitsspeicher zur Speicherung des gemessenen Wertes des Gradienten bis zur nächsten Messung, einer Schaltung zum Vergleichen des aktuellen Meßsignals am Ausgang der Schaltung zur Messung des Remanenzfeldgradienten und des im Speicher gespeicherten vorangegangenen Meßsignals, sowie einer Vorrichtung zur Messung der Impulsamplitude am Ausgang des Impulsformers, wobei die Eingänge des Impulsamplitudenmessers an die Vergleichsschaltung und den Impulsformer, der Eingang des Speicher und ein Eingang der Vergleichsschaltung an die Schaltung zur Messung des Remanenzfeldgradienten, der andere Eingang der Vergleichsschaltung an den Speicher und der Ausgang der Vergleichsschaltung an den Impulsformer angeschlossen ist.
Zweckmäßigerweise besteht der Impulsformer zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes aus einem Speicherkondensator mit einem Ladekreis aus einem Widerstand und einem steuerbaren Gleichrichter aus einem Entladekreis mit einem steuerbaren Gleichrichter und einer Magnetisierungsvorrichtung, und aus einer Sperrschaltung des steuerbaren Gleichrichters des Ladekreises und einer Vergleichsschaltung, deren einer Eingang an den Anschlußpunkt des Lade- und des Entladekreises an den Speicherkondensator angeschlossen ist, und deren Ausgang an die Sperrschaltung des steuerbaren Gleichrichters des Ladekreises und die Steuerelektrode des Gleichrichters des Entladekreises sowie an den Zähleingang des Magnetisierungsimpulszählers angeschlossen ist, dessen Ausgang über einen Dechiffrator an den Eingang eines Digital-Analog-Wandlers angeschlossen ist, dessen einer Ausgang an die Steuerelektrode des Gleichrichters des Ladekreises und dessen anderer Ausgang an den zweiten Eingang der Vergleichsschaltung angeschlossen ist.
Bei Anwendung der Erfindung geschieht eine Magnetisierung des Prüflings bis zu einem Zustand, in dem sich der Gradient des lokalen Remanenzfeldes bei anhaltender Erhöhung der Magnetisierstromstärke nicht ändert. Das Verfahren ermöglicht die optimale Wahl der Magnetisierstromamplitude je nach den konkreten Bedingungen, beispielsweise je nach der Dicke bzw. Sorte des Stahls des Prüflings. Vorangegangene magnetische Prozesse im Prüfling haben bei optimaler Wahl der Impulsamplituden keinen Einfluß auf die Prüfergebnisse.
Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Abhängigkeit der Normalkomponente des magnetischen Remanenzfeldes bzw. dessen Gradienten von der Größe des pulsierenden Magnetisierfeldes;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung.
Die Vorrichtung zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften eines Prüflings aus ferromagnetischem Stoff besteht im wesentlichen, wie aus Fig. 2 ersichtlich, einem Impulsformer 1 zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes, einem Impulsamplitudenmesser 2, einer Schaltung 3 zur Messung des Gradienten der Normalkomponente des Remanenzfeldes, einem Speicher 4 sowie einer Vergleichsschaltung 5. Der Ausgang des Impulsformers 1 zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes ist mit dem Impulsamplitudenmesser 2 verbunden. Der Ausgang der Schaltung 3 zur Messung des Gradienten der Normalkomponente des Remanenzfeldes ist an die Eingänge des Speichers 4 und der Vergleichsschaltung 5 angeschlossen, deren anderer Eingang an den Ausgang des Speichers 4 angeschlossen ist. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 5 ist an den zweiten Eingang des Impulsamplitudenmessers 2 und an den Eingang des Impulsformers 1 angeschlossen.
Fig. 3 zeigt mehr Einzelheiten einer solchen Vorrichtung, wobei diese an einen Anzeiger 6 angeschlossen ist.
Der Impulsformer 1 zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes enthält einen Ladekreis aus einem Widerstand 7 und einem steuerbaren Gleichrichter 8 sowie einen Entladekreis aus einem steuerbaren Gleichrichter 9 und einer Magnetisierungsvorrichtung (ein Solenoid) 10 sowie einen Widerstand 11. Die Vorrichtung enthält ferner einen Speicherkondensator 12 mit einem parallelgeschalteten ohmschen Spannungsteiler 13, eine Sperrschaltung des Gleichrichters 8 aus einem steuerbaren Gleichrichter 14 und einen Widerstand 15, einen Digital-Analog-Wandler 16, eine Vergleichsschaltung 17, einen Zähler 18, einen Dechiffrator 19 und eine Verzögerungsvorrichtung 20.
Der eine Eingang der Vergleichsschaltung 17 ist an den ohmschen Spannungsteiler 13 und der andere Eingang der Vergleichsschaltung 17 an einen der Ausgänge des Digital- Analog-Wandlers 16 angeschlossen, während ihr Ausgang an die Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters 14 der Sperrschaltung des Gleichrichters 8 und an den Eingang der Verzögerungsvorrichtung 20 angeschlossen ist. Der Ausgang der Verzögerungsvorrichtung 20 ist an die Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters 9 des Entladekreises und an den Eingang des Zählers 18 angeschlossen, dessen Ausgang über den Dechiffrator 10 an den Eingang des Digital-Analog- Wandlers 16 angeschlossen ist. Der Ausgang des Digital- Analog-Wandlers 16 ist an die Steuerelektrode des Gleichrichters 8 angeschlossen.
Der Impulsamplitudenmesser 2 besteht aus der Reihenschaltung eines Spitzendetektors 21 und eines Speichers 22, an welchen ein Anzeiger 23 der Impulsamplitude angeschlossen ist.
Die Schaltung 3 zur Messung des Gradienten der Normalkomponenten des Remanenzfeldes besteht aus der Reihenschaltung einer Gradiometer-Ferrosonde 24, eines Filters 25, eines Verstärkers 26 und eines Detektors 27.
Der Widerstand 11 des Impulsformers zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes ist an den Spitzendetektor 21 angeschlossen. Der Ausgang des Detektors 27 ist an die Eingänge des Speichers 4 und der Vergleichsschaltung 5 angeschlossen. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 5 ist an den Eingang des Speichers 22 und an den Zähler 18 angeschlossen.
Es versteht sich, daß Abweichungen von der betrachteten Schaltung möglich sind. Wenn der Zähler 18 die Anzahl der gezählten Magnetisierungsimpulse unmittelbar in einer digitalen Form ausgibt, die zur Weiterverarbeitung im Digital- Analog-Wandler 16 geeignet ist, so ist der Dechiffrator 19 entbehrlich. Auch kann der Eingang der Vergleichsschaltung 17 unmittelbar an den Anschlußpunkt des Entlade- und des Ladekreises an den Speicherkondensator 12 angeschlossen sein bzw. der Speicherkondensator 12 kann in Form mehrerer hintereinandergeschalteter Kondensatoren ausgeführt sein, wobei der Eingang der Vergleichsschaltung 17 zwischen diesen angeschaltet ist. Ebenso kann die Sperrschaltung des Gleichrichters 8 je nach der Art des verwendeten Gleichrichters anders ausgeführt sein.
Die Vorrichtung arbeitet folgenderweise.
Der Speicherkondensator 12 wird über den Ladekreis aus dem Widerstand 7 und dem Gleichrichter 8 aus einem Wechselstromnetz geladen. Der Gleichrichter 8 wird vom Digital-Analog-Wandler 16 angesteuert. Bei der Speisung des Impulsformers 1 zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes wird der Zähler 18 in den Anfangszustand gebracht. Der Zählerstand wird vom Dechiffrator 19 in einen Kode umgesetzt, der vom Digital-Analog- Wandler 16 in ein analoges Signal, nämlich einen Spannungspegel umgesetzt wird, welcher den einen Eingang beaufschlagt. Gleichzeitig erscheint am anderen Ausgang des Wandlers 16 ein Signal zum Öffnen des Gleichrichters 8 des Ladekreises. Der Speicherkondensator 12 wird geladen, bis seine Spannung den vom Digital-Analog-Wandler 16 vorgegebenen Wert erreicht. Sobald die vorgegebene Spannung erreicht ist, spricht die Vergleichsschaltung 17 an, welche ein Signal zum Sperren des Gleichrichters 8 des Ladekreises erzeugt, das den Gleichrichter 14 der Sperrschaltung ansteuert, so daß das Aufladen des Speicherkondensators 12 aufhört.
Gleichzeitig kommt das Signal an der Verzögerungsvorrichtung 20 an, von deren Ausgang ein Signal auf den Gleichrichter 9 des Entladekreises und auf den Zähler 18 gegeben wird. Der Speicherkondensator 12 wird entladen und der Magnetisierungsimpuls wird vom Zähler 18 gezählt.
Nachdem der Speichenkondensator 12 entladen ist, wiederholt sich der Aufladevorgang, wobei die Ausgangsspannung des Digital-Analog-Wandlers 16, die den einen Eingang der Vergleichsschaltung 17 beaufschlagt, durch den neuen Zählerstand bestimmt ist. Durch Verwendung verschiedener Typen von Zählern 18 und Dechiffratoren 19 kann ein beliebiger Verlauf der Bezugsspannung am Ausgang des Digital-Analog- Wandlers 16 und somit des Aufladens des Speicherkondensators 12 verwirklicht werden, wovon wiederum der Verlauf der Magnetisierimpulsamplituden bestimmt wird.
Die Amplitude jedes Impulses in der Impulsfolge ist exakt festgelegt. Ist beispielsweise ein umsteuerbarer vierstelliger Binärzähler verwendet, dessen Stand in einen Kode 1-2-4-8 dechiffriert wird, so können 15 verschiedene Ausgangsspannungen des Digital-Analog-Wandlers 16 erhalten werden, die zunächst ansteigen und dann abfallen. Dann wird das zu prüfende Erzeugnis durch Impulse des axialsymmetrischen Magnetfeldes magnetisiert, deren Amplitude zunächst ansteigt und dann abfällt. Die Gleichrichter können Thyristoren, Thyratrone, Ignytrone oder andere steuerbare Gleichrichter sein.
Während über das Magnetisierungssolenoid 10 ein Stromimpuls läuft, wird die Spannung vom Widerstand 11 abgegriffen und an den Spitzendetektoren 21 des Amplitudenmessers 2 gelegt. Als Amplitudengeber kann auch ein Hall-Gerät verwendet werden oder die Spannung kann von einer Zusatzwicklung des Solenoids 10 abgegriffen werden. Vom Spitzendetektor 21 gelangt das Signal zum Speicher 22 an, der den Anzeiger 23 ansteuert.
Der das Magnetisierungssolenoid 10 erregende Stromimpuls magnetisiert den Prüfling. Der Gradient der Normalkomponente des Remanenzfeldes wird von der Gradiometer-Ferrosonde 24 gemessen. Dann wird durch das Filter 25 die zweite Harmonische der Ferrosonden-EMK ausgesiebt, durch den Verstärker 26 verstärkt, durch den Detektor 27 demoduliert und in den Speicher 4 eingegeben. Gleichzeitig kommt das demodulierte Signal an der Vergleichsschaltung 5 an. In der Vergleichsstromschaltung 5 werden das vom Detektor 27 ankommende Signal der laufenden Messung und das vom Speicher 4 anliegende Signal der vorhergehenden Messung verglichen. Wenn diese Signale gleich sind, erzeugt die Vergleichsschaltung 5 ein Signal, das den Speicher 22 des Amplitudenmessers ansteuert, so daß dieser die Amplitude des letzten Impulses des axialsymmetrischen Magnetfeldes speichert. Gleichzeitig beaufschlagt die Vergleichsschaltung 5 den Zähler 18, so daß dieser umgesteuert wird und die Amplitude der weiteren vom Impulsformer 1 erzeugten Impulsfolge auf Null abfällt. Der Vorgang wird bei einer erneuten Messung wiederholt.
Das Meßergebnis kommt vom Speicher 4 am Anzeiger 6 an. Die Impulsfolgefrequenz wird durch die Verzögerungszeit eingestellt, so daß der Einsatz der Verzögerungsvorrichtung 20 nur dann zweckmäßig ist, wenn die Folgefrequenz der Magnetisierimpulse zu ändern ist.
Bei der Magnetisierung durch die Impulsfolge mit ansteigender Amplitude nimmt der Gradient des durch Remanenz verursachten Magnetfeldes aus einem entmagnetisierten Ausgangszustand gemäß Kurve 1 zunächst zu, bis es bei der Größe H m des pulsierenden Magnetisierfeldes ein gewisses Maximum erreicht, welches dem ersten Zeitpunkt entspricht, in dem die weitere Zunahme des Gradienten aufhört. Danach fällt der Gradient auf Grund der Wirkung der Wirbelströme wieder ab. Zu diesem ersten Zeitpunkt wird die maximale Impulsamplitude der gegebenen Impulsfolge durch den Wert ∇H₁ des Gradienten bestimmt.
Bei der nachfolgenden Einwirkung der Magnetfeldimpulsfolge mit auf Null abfallender Amplitude auf das Erzeugnis nimmt der Gradient des durch Remanenz verursachten Magnetfeldes gemäß Kurve 2 stark zu. Dieser Verlauf des Gradienten gemäß Kurve 2 wurde bei Forschungen entdeckt, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben.
Der Wert ∇H m des Gradienten wird zum zweiten Zeitpunkt erreicht, die weitere Zunahme des Gradienten hört auf und dieser kann mit einer hohen Genauigkeit gemessen werden, was eine Erhöhung der Genauigkeit der Ermittlung der mechanischen Eigenschaften des Erzeugnisses ermöglicht.
Wenn der Prüfling im Ausgangszustand eine Magnetisierung entgegengesetzter Polarität aufweist und der Gradient - ∇H i beträgt, so ändert sich der Gradient des durch Remanenz verursachten Magnetfeldes bei der Einwirkung der Impulsfolge mit auf denselben Wert H m ansteigender Amplitude gemäß Kurve 1 i und nimmt den Wert ∇H₁ und nach der Einwirkung der Impulsfolge mit abfallender Amplitude den Wert ∇H m an.
Wenn der Prüfling im Ausgangszustand positiv vormagnetisiert ist und der Gradient +∇H k beträgt, so ändert sich der Gradient des durch Remanenz verursachten Magnetfeldes unter der Einwirkung der Impulsfolge mit ansteigender Amplitude gemäß Kurve 1 k und nimmt den Wert ∇H₁ und nach der anschließenden Einwirkung der Impulsfolge mit abfallender Amplitude den Wert ∇H m an, wobei er wiederum gemäß Kurve 2 zunimmt. Daraus folgt, daß der Meßwert ∇H m ungeachtet der vorhergehenden magnetischen Prozesse im Erzeugnis nur durch die maximale Amplitude des Magnetisierungsfeldes bestimmt wird, deren Größe ihrerseits von der Struktur des Stoffes, d. h. von dessen mechanischen Eigenschaften, abhängig ist.
Nachfolgend werden noch drei konkrete Anwendungsbeispiele angeführt.
Beispiel 1
Es wurden die mechanischen Eigenschaften eines aus Baustahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,32 bis 0,40% warmgewalzten Dickblechwalzgutes mit einer Dicke von 18 mm ermittelt.
Zu diesem Zweck wurde das warmgewalzte Blech mit einer Dicke von 18 mm aus einem entsprechenden Ausgangszustand durch eine Folge von Impulsen eines axialsymmetrischen Magnetfeldes mit ansteigender Amplitude magnetisiert. Die Impulsfolge umfaßte 15 Impulse, die Anfangsamplitude betrug 1 · 10⁵ A/m, die Endamplitude 1,5 · 10⁶ A/m.
Dabei betrug der erzielte unveränderliche Wert ∇H₁ des Gradienten des magnetischen Remanenzfeldes 3,6 · 10³ A/m².
Nachdem dieser Wert des Gradienten erreicht wurde, wurde die Blechmagnetisierung durch eine Impulsfolge mit auf Null abfallender Amplitude fortgesetzt. Auch diese Impulsfolge umfaßte 15 Impulse. Der nach Abschluß dieser Impulsfolge erreichte Wert des Gradienten ∇H m betrug 9,3 · 10³ A/m². Dieser Wert des Gradienten entspricht bei der bekannten Korrelationsabhängigkeit zwischen dem Gradienten und beispielsweise der Bruchgrenze σ B einer Bruchfestigkeit von 58 kp/mm² mit einer Genauigkeit von 2 kp/mm².
Beispiel 2
Es wurden die mechanischen Eigenschaften des gleichen Dickblechwalzgutes ermittelt, wobei dieses im Ausgangszustand auf ∇H i =-2,8 · 10³ A/m² magnetisiert war. Die Magnetisierung erfolgte durch eine ansteigende Impulsfolge nach Beispiel 1. Dabei betrug der erreichte Wert H₁ des Remanenzfeldgradienten 3,6 · 10³ A/m². Auch die weitere Magnetisierung erfolgte durch eine Impulsfolge nach Beispiel 1. Der nach Abschluß dieser Impulsfolge erreichte Wert ∇H m des Gradienten betrug 9,29 · 10³ A/m². Auch dieser Wert von ∇H m entspricht einer Bruchfestigkeit von 58 kp/mm² mit einer Genauigkeit von 2 kp/mm².
Beispiel 3
Es wurden die mechanischen Eigenschaften des gleichen Dickblechwalzgutes ermittelt, wobei dieses im Ausgangszustand auf ∇H k = 4,2 · 10³ A/m² magnetisiert war. Auch hier wurde das Verfahren analog dem Beispiel 1 durchgeführt. Dabei wurden folgende Werte erreicht:
∇H₁ = 3,61 · 10³ A/m²,
∇H m = 9,31 · 10³ A/m²,
was einer Bruchfestigkeit σ B = 58 kp/mm² mit einer Genauigkeit von 2 kp/mm² entspricht.
Die Erhöhung der Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit ergibt sich auch bei anderen Verläufen der Magnetisierung, und zwar bei gleichbleibender Impulsamplitude der ersten Impulsfolge mit gleichbleibender Impulsamplitude der zweiten Impulsfolge sowie bei gleichbleibender Impulsamplitude der ersten Impulsfolge mit abfallender Impulsamplitude der zweiten Impulsfolge. Die beschriebene Durchführung des Verfahrens ermöglicht aber gegenüber den anderen Varianten eine Verringerung des Energieaufwands und ist deshalb vorzuziehen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften eines ferromagnetischen Prüflings mittels mehrmaligen Magnetisierens desselben durch ein rechtwinklig zu seiner Oberfläche gerichtetes axialsymmetrisches Magnetfeld, Abtastens des Gradienten des lokalen Remanenzfeldes entlang der Symmetrieachse des Magnetfeldes und Beurteilung der mechanischen Eigenschaften des Prüflings nach der Größe des Gradienten, gekennzeichnet durch eine Magnetisierung des Prüflings mittels einer ersten Impulsfolge bis zum ersten Zeitpunkt, in dem die Zunahme der Größe des Remanenzfeldgradienten aufhört, und danach mittels einer zweiten Impulsfolge, deren Amplitude unter der maximalen Impulsamplitude der ersten Impulsfolge liegt, bis zum zweiten Zeitpunkt, in dem die Zunahme der Größe des Remanenzfeldgradienten aufhört.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsamplitude der ersten Impulsfolge bis zum ersten Zeitpunkt kontinuierlich vergrößert wird, in dem die Zunahme der Größe des Remanenzfeldgradienten aufhört, und die Impulsamplitude der zweiten Impulsfolge bis zum zweiten Zeitpunkt kontinuierlich verringert wird, in dem die Zunahme der Größe des Remanenzfeldgradienten aufhört.
3. Vorrichtung zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften eines ferromagnetischen Prüflings mit einem Impulsformer zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes und einer Schaltung zur Messung des Gradienten der Normalkomponente des Remanenzfeldes, gekennzeichnet durch einen Arbeitsspeicher (4) zur Speicherung des gemessenen Wertes des Gradienten bis zur nächsten Messung, eine Schaltung (5) zum Vergleichen des aktuellen Meßsignals am Ausgang der Schaltung (3) zur Messung des Remanenzfeldgradienten und des im Speicher (4) gespeicherten vorangegangenen Meßsignals, sowie eine Vorrichtung (2) zur Messung der Impulsamplitude am Ausgang des Impulsformers (1), wobei die Eingänge des Impulsamplitudenmessers (2) an die Vergleichsschaltung (5) und den Impulsformer (1), der Eingang des Speichers (4) und ein Eingang der Vergleichsschaltung (5) an die Schaltung (3) zur Messung des Remanenzfeldgradienten, der andere Eingang der Vergleichsschaltung (5) an den Speicher (4) und der Ausgang der Vergleichsschaltung (5) an den Impulsformer (1) angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer (1) zur Erzeugung eines pulsierenden axialsymmetrischen Magnetfeldes besteht aus einem Speicherkondensator (12) mit einem Ladekreis aus einem Widerstand (7) und einem steuerbaren Gleichrichter (8), mit einem Entladekreis aus einem steuerbaren Gleichrichter (9) und einer Magnetisierungsvorrichtung (10), und mit einer Sperrschaltung des steuerbaren Gleichrichters (8) des Ladekreises und einer Vergleichsschaltung (17), deren einer Eingang an den Anschlußpunkt des Lade- und des Entladekreises an den Speicherkondensator (12) angeschlossen ist, und deren Ausgang an die Sperrschaltung des steuerbaren Gleichrichters (8) des Ladekreises und die Steuerelektrode des Gleichrichters (9) des Entladekreises sowie an den Zähleingang des Magnetisierimpulszählers (18) angeschlossen ist, dessen Ausgang über einen Dechiffrator (19) an den Eingang eines Digital-Analog- Wandlers (16) angeschlossen ist, dessen einer Ausgang an die Steuerelektrode des Gleichrichters (8) des Ladekreises und dessen anderer Ausgang an den zweiten Eingang der Vergleichsschaltung (17) angeschlossen ist.
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