Verfahren zum Bestimmen der mechanischen Härte von ferromagnetischen
Werkstoffen auf magnetischem Wege Es ist bekannt, zur Bestimmung der mechanischen
Härte eines ferromagnetischen Werkstoffes die Koerzitivkraft des Werkstoffes zu
messen. Bekanntlich erhält man ein Maß für die Koerzitivkraft, wenn man den magnetisierbaren
Werkstoff einem magnetischen wechselndell Feld aussetzt, die dabei durchlaufen den
Induktionswerte mißt, sodann in Abhängigkeit von der Feldstärke aufträgt und aus
dieser Kennlinie die Feldstärke entnimmt, bei der der remanente Magnetismus des
Werkstoffes verschwindet. Es wurden auch, da auch andere magnetische Eigenschaften,
wie Permeabilität, Hystereseverlust bzw. Wattverlust in einem gewissen, aber weitgehend
ungeklärten Zusammenhang mit der Koerzitivkraft stehen, wiederholt Versuche gemacht,
die mechanische Härte auf Grund dieser Größen zu bestimmen, wobei freilich diese
Zusammenhänge zwischen den verschiedenen magnetischen Eigenschaften so unsicher
sind, daß ihr Zusammenhang mit den zu messenden Größen immer jeweils durch wiederholte
Vorversuche bestimmt werden muß.Method for determining the mechanical hardness of ferromagnetic
Materials by magnetic means It is known to determine the mechanical
Hardness of a ferromagnetic material increases the coercive force of the material
measure up. It is well known that you get a measure of the coercive force when you use the magnetizable
The material is exposed to an alternating magnetic field which it traverses
Measures induction values, then plots and outputs depending on the field strength
the field strength at which the remanent magnetism of the
Material disappears. Since there are also other magnetic properties,
like permeability, hysteresis loss or watt loss to a certain extent, but largely
unexplained connection with the coercive force, repeated attempts made
to determine the mechanical hardness on the basis of these quantities, although this is of course
Relationships between the various magnetic properties so uncertain
are that their connection with the quantities to be measured is always repeated by
Preliminary tests must be determined.
Bei anderen bekannten Verfahren auf magnetischer Grundlage handelt
es sich entweder um die Messung der Induktion ohne Rücksicht auf ihre Abhängigkeit
von der Feldstärke oder um die Messung des magnetischen Widerstandes bei einer bestimmten,
durch einen permanenten Magneten erzeigten Feldstärke. Im ersten Fall ist überhaupt
nur die Messung von paramagnetischen Stoffen. zu denen Stahl nicht gehört, möglich.
Im zweiten Fall scheitert die Genauigkeit
daran, daß die geringsten
Änderungen der Probe Abweichungen der Resultate ergeben. Other known methods are magnetically based
it is either a measurement of induction regardless of its dependence
the field strength or the measurement of the magnetic resistance at a certain,
field strength generated by a permanent magnet. In the first case is at all
only the measurement of paramagnetic substances. which steel does not belong to, possible.
In the second case, the accuracy fails
because the least
Changes to the sample result in deviations in the results.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die bisherigen Unsicherheiten
und Schwierigkeiten überwunden. Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Bestimmen
der mechanischen Härte von ferromagnetischen Werkstoffen auf magnetischem Wege aus,
bei dem eine bestimmte magnetische Eigenschaft des Prüflings mit derjenigen einer
Normalprobe- verglichen wird. Hierbei besteht die Erfindung darin, daß die Größe
der Permeabilität bei einer Wechselfeldstärke, deren Amplitude kleiner als die Koerzitivkraft
des Prüflings ist, als Maß für die mechanische Härte dient. Die Messung - erfolgt
zweckmäßig so, daß die Differenz der zeitlichen Differentialquotienten der Probeinduktionen,
und zwar des Prüflings und einer Normalprobe zur Anzeige gelangt. The previous uncertainties are eliminated by the method according to the invention
and overcome difficulties. The invention is based on a method for determining
the mechanical hardness of ferromagnetic materials by magnetic means,
in which a certain magnetic property of the test object with that of a
Normal sample is compared. Here, the invention is that the size
the permeability at an alternating field strength whose amplitude is smaller than the coercive force
of the test piece is used as a measure of the mechanical hardness. The measurement - takes place
expediently so that the difference in the time differential quotients of the test inductions,
namely the test item and a normal sample is displayed.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an-Hand einer als Beispiel dienenden
Schaltung näher erläutert. The method according to the invention is illustrated using an example
Circuit explained in more detail.
Die Schaltung ist in Abb. I dargestellt. The circuit is shown in Fig. I.
Abb. 2 zeigt den durch Messungen gewonnenen Zusammenhang von mechanischer
Härte und der Differenz der zeitlichen Üifferentialquotienten der Probeinduktionen. Fig. 2 shows the relationship between mechanical
Hardness and the difference in the time differential quotients of the trial inductions.
An ein Wechselstromnetz a sind über einen Schiebetransformator b,
der die jeweils notendigen Erregerstromstärke einzustellen gestartet, zwei Spulen
c und d, die zur. Magnetisierung einer Normal probe e und einer Vergleichsprobe
f dienen, angeschlossen. Um die Proben sind zwei Sekundärspuleng und h angeordnet,
die in entgegengesetzter Stromrichtung hintereinandergeschaltet sind. Die sekundäre
Spannung an den Enden der Sekundärspulen entspricht also der. Differenz der zeitlichen
Differentialquotienten der Probeinduktionen. Bei der hohen Steigerung -der Empfindlichkeit
der neueren Instrumente ist es möglich, mittels Gleichrichter i und Gleichstrominstrument
k auch bei kleinsten Magnetisierungsfeldstärken noch die Differenz dieser Induktion
genügend genau zu messen. Dieser Differentialwert der Induk- -tion ist bei gleichbleibender
Magnetisierungsfeldstärke unmittelbar der Differenz der Permeabilitäten für Wechselstrom
proportional. To an alternating current network a are via a shift transformer b,
who started to set the required excitation current strength, two coils
c and d leading to. Magnetization of a normal sample and a comparison sample
f serve, connected. Two secondary coils are arranged around the samples,
which are connected in series in the opposite direction of current. The secondary
The voltage at the ends of the secondary coils therefore corresponds to the. Difference in time
Differential quotients of the trial inductions. With the high increase in sensitivity
of the newer instruments it is possible to use rectifier i and direct current instrument
k is the difference of this induction even with the smallest magnetization field strengths
to measure accurately enough. This differential value of the induction is constant
Magnetization field strength directly the difference in permeabilities for alternating current
proportional.
Als Beispiel einer auf diese Weise durchgeführten Messung ist in
Abb. 2 die ermittelte Abhängigkeit der mechanischen Härten eines Stahles von der
Differenz der zeitlichen Differentialquotienten der Probeinduktionen (Höchstwerte)
dargestellt. An example of a measurement carried out in this way is shown in
Fig. 2 shows the determined dependence of the mechanical hardness of a steel on the
Difference in the time differential quotients of the trial inductions (maximum values)
shown.
Zur Bestimmung der Härte eines Prüflings wird in folgender Weise
vorgegangen: In dem zu verwendenden Prüfgerät befindet sich bereits die Normalprobe
e, welche die gleiche Form wie der Prüfling besitzt und deren mechanische Härte
bekannt ist. Das Prüfstück f wird nunmehr in die Spulen h, d eingeführt und daraufhin
werden beiden Proben einer magnetisierenden Feldstärke, die kleiner ist als die
Koerzitivkraft des zu untersuchenden Werkstoffes, ausgesetzt und der Zeigerausschlag
an dem Gleichstrominstrument abgelesen. Der Zeigerausschlag des Gleichstrominstrumentes
k gestattet mit Hilfe der in Abb. 2 gezeigten Zusammenhänge zwischen der Differenz
der zeitlichen Dtfferentialquotienten der Probeinduktionen und der mechanischen
Härte, die mechanische Härte des Prüflings zu bestimmen: Da für die magnetisierende
Feldstärke nur die Bedingung gilt, daß sie kleiner ist als die Koerzitivkraft, ist
der hier gefundene Meßwert zunächst von der Wahl der Feldstärke abhängig. Da jedoch
bei allen Messungen auto matisch stets dieselbe Feldstärke benutzt wird. fällt diese
Feldstärkenabhängigkeit des Meßwertes wieder heraus, so daß unmittelbar die mechanische
Härte bestimmt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren. läßt sich außer mit Wechselstrom
auch mit Gleichstrom durchführen. To determine the hardness of a test piece, the following procedure is used
proceeded: The standard sample is already in the test device to be used
e, which has the same shape as the specimen and its mechanical hardness
is known. The test piece f is now inserted into the coils h, d and then
both samples have a magnetizing field strength that is less than that
Coercive force of the material to be examined, exposed and the pointer deflection
read on the direct current instrument. The pointer deflection of the direct current instrument
k allows the relationships between the difference shown in Fig. 2
the temporal difference of the test induction and the mechanical
Hardness to determine the mechanical hardness of the test object: As for the magnetizing
The only condition that applies to the field strength is that it is smaller than the coercive force
the measured value found here initially depends on the choice of field strength. However, since
the same field strength is automatically used for all measurements. falls this
Field strength dependence of the measured value out again, so that immediately the mechanical
Hardness is determined. The inventive method. can be used except with alternating current
also carry out with direct current.