SU1196786A1 - Магнитный способ определени содержани ферритной фазы и толщины сло наплавки на ферромагнитном основании - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области магнитных измерений и может быть использовано дл  измерени  содержани  ff,emi.eff. WO Раиинна тю 360 uaiHff е о  Hinmtiru зго 290 200 ISO 120 90 10 2 J J jr ферритной фазы и толщины сло  наплавки на ферромагнитном основании. Цель изобретени  - повьппение точности изме рени . Один из магнитов составного посто нного магнита ферритометра составл ют из частей с одинаковым направлением их намагниченности, другойс противоположным. На магнитом гкое основание накладываютс  образцы, например пластины аустенитной нержавеющей стали различной тол1цины. Сильное вли ние ферромагнитного основани  наблюдаетс  в области малых процентных содержаний феррита, а также в области малых толщин наплавленных i слоев. Можно построить график зави (Л симости величины усили  прит жени  первого магнита от величины усили  прит жени  второго магнита. 3 ил. ;о О5 эо 35 ffflotteum /редри ю 9ut.1

Description

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения содержания ферритной фазы и толщины слоя наплавки на ферромагнитном основании.

Известен способ неразрушающего измерения толщины аустенитного наплава на ферррмагнитйом (^нов^нии, заключающийся в независимом Измерении толщины аустенитной наплавки с учетом содержания сГ-феррит а Лт отдельном измерении содержания феррита в аустенитной наплавке, .notftie че*го опреде* **' ляют разность обеих измеряемых величин, по которой судят о толщине. Устройство для осуществления способа содержит два электромагнитных датчика с различной глубиной промагничивания. При этом один датчик предназначен для измерения толщины слоя наплава с учетом влияния феррита, а второй - для измерения только феррита.

Выходы датчиков подключены к измерительной схеме, которая усиливает сигналы датчиков и производит операцию вычитания. К одному выходу измерительной схемы подключен прибор для определения толщины аустенитного наплава (как разности показаний), а к другому - прибор для опеределения содержания феррита С17·

Однако точность измерений вследствие влияния ферромагнитного основания на показания второго датчика низка.

Известен способ измерения ферромагнитной фазы в наплавленных слоях, заключающийся в измерении усилия притяжения постоянного магнита, составленного из двух частей, векторы намагниченности которых направлены встречно. При этом магнитные силовые линии концентрируются вблизи поверхности, и поле магнита не проникает в изделие на большую глубину [2].

Однако, как показали исследования, при контроле феррита в тонких, наплавленных слоях (порядка 1-2 мм) на ферромагнитном основании даже при наличии встречно намагниченных час— тей магнита ферромагнитное основание все же влияет на показание прибора.

Можно значительно уменьшить величину нижней части составного магнита, тогда ферромагнитное основание влиять не будет, однако при этом

1196786 2 .

значительно уменьшится и величина! намагничивающего поля. А это приводит к снижению точности измерения феррита вследствие влияния структу5 ры, формы, размеров самых ферритных частиц на показания прибора. Кроме того, понижается чувствительность к изменению процентного содержания феррита и повышается приборная norIQ решность ферритометра.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг. 1 и 2 представлены экспериментальные кривые зависимости ве15 личины усилия притяжения постоянных магнитов от процентного содержания феррита в наплавленных слоях различной толщины на ферромагнитном основании (кривые на фиг. 1 соответ20 ствует магниту с одинаковым направлением намагниченности частей, на фиг. 2 - с противоположным);; на фиг. 3 - график зависимости усилия притяжения первого магнита от усилия 25 притяжения второго для различных значений толщин наплавленных слоев и процентных содержаний ферритной фазы.

Предлагаемый способ⁷реализуется 30 следующим образом.

В качестве прибора, регистрирующего отрывное усилие, используют магнитный ферритометр МФА - 1, разработанный на базе магнитного толщиномет35 ра типа МТА. Составной постоянный магнит ферритометра выполнен из материала КС - 37А (кл. SmC^)., имеющего коэрцитивную силу порядка 100 кА/м. Верхняя часть магнита вы40 г полнена в виде стержня диаметром 5 мм и· высотой 3 мм. Нижняя часть имеет диаметр 5 мм и высоту 1,7 мм. Один из магнитов составляют из частей с одинаковым направлением их намагни⁴5 ченности, а другой - с противоположным. В качестве образцов для проверки предлагаемого способа используют пластины аустенитной нержавеющей стали типа 1Х18Н1ОТ различной толщины ® (до 6 мм), которые накладывают на магнитомягкое основание из Ст. 3.

Из фиг. 1 и 2 видно, что особенно сильное влияние ферромагнитного основания наблюдается в области малых 55 процентных содержаний феррита, а также в области малых толщин наплавленных слоев. Для первого магнита, поле которое проникает на значитель1196786 ную глубину, влияние ферромагнетика более значительно, чем для второго. При этом, если у второго магнита прак тически при толщинах слоя наплавки свыше 3 мм влияние ферромагнетика отсутствует, то при толщине слоя, например, 0,75 мм это влияние довольно сильное.

Для удобства нахождения требуемых значений измеряемых параметров строится также график зависимости величины усилия притяжения первого магнита от величины усилия притяжения второго магнита. На фиг. 3^изображен такой график для заданных значений процентного содержания феррита и толщины слоя наплавки. График на фиг.З строится на основе экспериментальных данных,изображенных на фиг. 1 и 2. Для этого, используя данные фиг. 1 и 2, берут несколько значений процентного содержания феррита и находят значения усилий притяжения двух магнитов, ^которые и наносят на фиг. 3 в указан- ных координатах, соединяя полученные точки линией. Эта линия и будет соответствовать толщине слоя напЛавки 1 мм для всех процентных содержаний феррита. Диалогично получают кривые, соответствующие другим толщинам наплавленных слоев. Теперь задаются одним значением процентного содержания феррита, например 1%, и получают соответствующие парные значения усилий притяжения для различных толщин наплавленного слоя, которые также наносят на фиг. 3 и соединяют линиями. Аналогично строят линии и для других процентных содержаний/феррита. Таким образом, на фиг, 3 полу:чается сетка кривых, соответствующая различным значениям ферритной фазы и толщины слоя наплавки. При этом каждой паре значений усилий притяжения двух магнитов соответствует единственное сочетание значения содержания феррита и толщины слоя наплавки. Получаем качественно новый результат, который состоит в том, что, например, при·толщине слоя наплавки 1 мм на усилие притяжения и одного и второго магнита оказывают влияние и ферромагнитное основание, и ферритная фаза в слое. Однако чувствительность к этим величинам у магнитов разная, что позволяет и в этом случае, используя градуировочные графики фиг. 3, надежно определить оба измеряемых параметра. При этом величина намагни10 чивающего поля и у первого и у второго магнитов значительна, что также увеличивает точность измерений и позволяет отстроиться от влияния структуры, формы и размеров ферритных 15 частиц на показания ферритометра.

Процесс измерения заключается в следующем.

Измеряют усилия притяжения двух . 20 составных магнитов. Например, измеренные значения для первого и второго магнитов равны 205 и 48 соответственно. Откладываем на фиг. 3 ординату 205 и абсциссу 48, и в точке 25 пересечения этих координат получаем значения ферритной фазы 2% и толщины слоя 1,6 мм. Аналогичным образом и для любых других пар значений усилий притяжения магнитов можно найти соответствующие им значения процент ного содержания ферритной фазы и толщины слоя наплавки.

Claims (3)

1 Изобретение относитс  к магнитньтм измерени м и может быть использовано дл  измерени  содержани  ферритной фазы и толщины сло  наплавки на фер ромагнитном основании. Известен способ неразрушающего и мерени  толщины аустенитного наплав на ферррмагнитнбм основании, заключающийс  в нвйависймом измерении тол щины аустенитной с учетом содержани  Г-ферритаЛг отдельном измерении содержани  феррита в ауст нитной наплавке..ЛоУ е определ ют разность обеихйзмер емых вели чин, по которой суд т о толщине. Устройство дл  осуществлени  способ содержит два электромагнитных датчи ка с различной глубиной промагничивани . При этом один датчик предназ начен дл  измерени  толщины сло  на плава с учетом вли ни  феррита, а второй - дл  измерени  только ферри та. Выходы датчиков подключены к измерительной схеме , котора  усиливает сигналы датчиков и производит операцию вычитани . К одному выходу измерительной схемы подключен прибор дл  определени  толщины аустенитного наплава (как разности показаний), а к другому - прибор дл  опеределени  содержани  феррита CljОднако точность измерений вследствие вли ни  ферромагнитного основани  на показани  второго датчика низка. Известен способ измерени  ферромагнитной фазы в наплавленных сло х заключающийс  в измерении усили  прит жени  посто нного магнита, составленного из двух частей, векторы намагниченности которых направлены встречно. При этом магнитные силовые линии концентрируютс  вблизи поверхности, и поле магнита не проникает в изделие на больщую глубину

2. Однако, как показали исследовани , при контроле феррита в тонких, наплавленных сло х (пор дка 1-2 мм) на ферромагнитном основании даже при наличии встречно намагниченных час- тей магнита ферромагнитное основание все же вли ет на показание прибора. Можно значительно уменьшить величину нижней части составного магнита , тогда ферромагнитное основание вли ть не будет, однако при этом 86I . значительно уменьшитс  и величинаi намагничивающего пол . А это приводит к снижению точности измерени  феррита вследствие вли ни  структуры , формы, размеров самых ферритных частиц на показани  прибора. Кроме того, понижаетс  чувствительность к изменению процентного содержани  феррита и повьш1аетс  приборна  погрешность ферритометра. Цель изобретени  - повышение точности измерений. На фиг. 1 и 2 представлены экспериментальные кривые зависимости величины усили  прит жени  посто нных магнитов от процентного содержани  феррита в наплавленных сло х различно й толщины на ферромагнитном основании (кривые на фиг. 1 соответствует магниту с одинаковым направлением намагниченности частей, на фиг. 2-е противоположным); на фиг. 3 - график зависимости усили  прит жени  первого магнита от усили  прит жени  второго дл  различнь1Х значений толщин наплавленных слоев и процентных содержаний ферритной фазы. Предлагаемый способ реализуетс  следующим образом. В качестве прибора, регистрирующего отрывное усилие, используют магнитный ферритометр МФА - 1, разработанный на базе магнитного толщинометра типа МТА. Составной посто нный магнит ферритометра выполнен из материала КС - 37 А (кл. SmCpp., имеющего коэрцитивную силу пор дка 100 кА/м. Верхн   часть магнита выполнена в виде стержн  диаметром 5 мм И высотой 3 мм. Нижн   часть имеет диаметр 5 мм и высоту 1,7 мм. Один из магнитов составл ют из частей с одинаковым направлением их намагниченности , а другой - с противоположным . В качестве образцов дл  проверки предлагаемого способа используют пластины аустенитной нержавеющей с:тали типа 1Х18Н10Т различной толщины ( до 6 мм), которые накладывают на магнитом гкое основание из Ст.

3. Из фиг. 1 и 2 видно, что особенно сильное вли ние ферромагнитного основани  наблюдаетс  в области малых процентных содержаний феррита, а также в области мальпс толщин наплавленных слоев. Дл  первого магнита, поле которое проникает на значитель3 ную глубину, вли ние ферромагнетика более значительно, чем дл  второго. При этом, если у второго магнита пра тически при толщинах сло  наплавки свьгае 3 мм вли ние ферромагнетика отсутствует, то при толщине сло , на пример, 0,75 мм это вли ние довольно сильное, Дл  удобства нахождени  требуемых значений измер емьпс параметров строитс  также график зависимости величины усили  прит жени  первого магнита от величины усили  прит жени  второго магнита. На фиг. 3 изображен такой график дл  заданных значений процентного содержани  феррита и тол щины сло  наплавки. График .на фиг.З строитс  на основе экспериментальных данных,изображенных на фиг. 1 и 2, Дл  этого, использу  данные фиг, 1 и 2, берут несколько значений процент ного содержани  феррита и наход т зн чени  усилий прит жени  двух магнито «)торые и нанос т на фиг. 3 в указан ных координатах, соедин   полученные точки линией. Эта лини  и будет соответствовать толщине сло  напЛавки I мм дл  всех процентных содержаний феррита. Диалогично получают кривые, соответствующие другим толщинам наплавленных слоев. Теперь задаютс  одним значением процентного содержани  феррита, например 1%, и получают соответствующие парные значени  усилий прит жени  дл  различных толщин наплавленного сло , которые также нанос т на фиг. 3 и соедин ют лини ми . Аналогично стро т линии и дл  других процентных содержаний/феррита . Таким образом, на фиг, 3 полу чаетс  сетка кривых, соответствующа  различным значени м ферритной фазы и толщины сло  наплавки. При этом каждой паре значений усилий прит жени  двух магнитов соответству ет единственное сочетание значени  содержани  феррита и толщины сло  наплавки. Получаем качественно новый результат, который состоит в том, что, например, притолщине сло  наплавки 1 мм на усилие прит жени  86 и одного и второго магнита оказывают вли ние и ферромагнитное основание , и ферритна  фаза в слое. Однако чувствительность к этим величинам у магнитов разна , что позвол ет и в этом случае, использу  градуировочные графики фиг. 3, надежно определить оба измер емых параметра . При этом величина намагничивающего пол  и у первого и у второго магнитов значительна, что также увеличивает точность измерений и позвол ет отстроитьс  от вли ни  структуры , формы и размеров ферритных частиц на показани  ферритометра. Процесс измерени  заключаетс  в следующем. Измер ют усили  прит жени  двух . составных магнитов. Например, измеренные значени  дл  первого и второго магнитов равны 205 и 48 соответственно . Откладьгоаем на фиг. 3 ординату 205 и абсциссу А8, и в точке пересечени  этих координат получаем значени  ферритной фазы 2% и толщины сло  1,6 мм. Аналогичным образом и дл  любых других пар значений усилий прит жени  магнитов можно найти соответствующие им значени  процентного содержани  ферритной фазы и толщины сло  наплавки. Формула изобретени  Магнитный способ определени  содержани  ферритной фазы и толщины сло  наплавки на ферромагнитном основании , заключающийс  в измерении усили  прит жени  посто нного магии та, выполненного в виде двух коллинеарно намагниченных частей, отличающийс  тем, что, с целью повьщ1еки  точности, дополнительно измен ют ориентацию частей магнита на противоположную и измер ют усилие прит жени  в той же точке издели , и по результату двух измерений определ ют содержание ферритной фазы и толщину сло  наплавки с учетом градуировочкых кривых.