DE741194C - Method for determining the mechanical hardness of ferromagnetic materials by magnetic means - Google Patents

Method for determining the mechanical hardness of ferromagnetic materials by magnetic means

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DE741194C
DE741194C DEK146340D DEK0146340D DE741194C DE 741194 C DE741194 C DE 741194C DE K146340 D DEK146340 D DE K146340D DE K0146340 D DEK0146340 D DE K0146340D DE 741194 C DE741194 C DE 741194C
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Dr Heinrich Lange
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/80Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating mechanical hardness, e.g. by investigating saturation or remanence of ferromagnetic material

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Description

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.

Claims (1)

P A T E N T A N S P R U C H : Verfahren zum Bestimmen der mecha-}schen Härte von ferromagnetischen Werkstoffen auf magnetischem Wege durch Vergleich eine- bestimmten magnetischen Eigenschaft des Prüflings mit derjenigen einer Normalprobe, dadurch. gekennzeichnet, daß die Größe der Permeabilität bei einer Wechselfeldstärke, deren Amplitude kleiner als die Koerzitivkraft des Prüflings ist, als Maß für die mechanische Härte dient. P A T E N T A N S P R U C H: Method for determining the mechanical Hardness of ferromagnetic materials by magnetic means by comparing a- a certain magnetic property of the test piece with that of a normal sample, through this. characterized in that the size of the permeability at an alternating field strength, whose amplitude is smaller than the coercive force of the test object, as a measure of the mechanical hardness is used. Zur Abgrenzung des Anmelduflgsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr: 184 817, 190 187, 214 058, 382 303. To distinguish the subject of the registration from the state of the art have been considered in the granting procedure: German patent specification no: 184 817, 190 187, 214 058, 382 303.
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