SU1670372A1 - Способ магнитошумовой толщинометрии упрочненных слоев ферромагнитных материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  толщинометрии упрочненных слоев ферромагнитных изделий. Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  и расширение области использовани  за счет возможности регулировани  глубины контрол . В способе магнитошумовой толщинометрии контролируемую деталь циклически перемагничивают внешним магнитным полем и регистрируют преобразователем уровень магнитного шума, амплитуда магнитного пол  выбираетс  равной полю старта упрочненного сло , а частота перемагничивани  выбираетс  из услови , чтобы на глубине, соответствующей максимальной толщине упрочненного сло , амплитуда пол  равн лась полю старта основы.

Description

сл

с

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  и может быть использовано дл  толщинометрии упрочненных слоев ферромагнитных изделий .

Целью изобретени   вл етс  увеличение достоверности и расширение области использовани  путем обеспечени  регулировани  глубины контрол .

Способ заключаетс  в следующем.

Перемагничивают образцы со структурой , соответствующей упрочненному слою и основе, и измер ют уровень магнитных шумов при помощи первичного измерительного преобразовател . Стро т график зависимости уровн  магнитных шумов от амплитуды перемагничивающего пол  дл  упрочненного сло  и основы и определ ют Нст.с о  и Нет.основы. Затем контролируемый

образец перемагничивают полем, при котором глубина проникновени  пол  была пор дка максимальной толщины упрочненного сло  пм, и регистрируют уровень магнитного шума, при этом амплитуду пол  выбирают равной полю старта упрочненного сло  Нст.сло . Частоту пол  выбирают такой , чтобы на глубине, соответствующей максимальной толщине сло  пм, поле было равно полю старта основы

ск

41

О СО

VI ю

f

In

Н

ст.сло 

Н

ст.основы

h

где hM - максимальна  толщина упрочненного сло ;

ft - магнитна  проницаемость образца;

о- электропроводность образца:

ft о - магнитна  константа;

Нст.сло  - поле старта сло ;

Нст.основы поле старта основы.

Поле старта - амплитуда пол  перемагничивани , при которой начинаетс  рост уровн  магнитного шума (при поле перемаг- ничивани , меньшем пол  старта, магнитный шум находитс  на уровне тепловых шумов аппаратуры). В случае двухслойного образца (магнитотвердый упрочненный слой и магнитом гка  основа) и услови  Нперемаг.НСт.сло  будет перемагничиватьс  только магнитом гка  основа (после старта основы значительно меньше пол  старта сло ). Таким образом, сигнал, регистрируемый первичным измерительным преобразователем , обратно пропорционален толщине упрочненного сло ,

Амплитуда перемагничивающего пол  и частота перемагничивани  выбираютс  из следующих соображений.

Амплитуда перемагничивающего пол  Нм выбираетс  равной Нет сло .

Поле в ферромагнитном материале затухает по экспоненциальному закону h

Нь Нме Ъ ,

где Нь - амплитуда пол  перемагничивани  на глубине h;

6 - коэффициент затухани ;

Нм - амплитуда пол  перемагничивани  на поверхности образца.

Коэффициент затухани  определ етс  по формуле

д

f HHota

где а- электропроводность образца,

f - частота пол  перемагничивани ;

а магнитна  проницаемость;

магнитна  константа.

При условии: амплитуда пол  перемагничивани  на глубине hM равна полю старта основы частота выбираетс 

fnep In

H

H

h M/l/ otfпст.основ„.

где fnep частота перемагничивани ;

пм - максимальна  толщина упрочненного сло ;

fio магнитна  константа;

р - магнитна  проницаемость; а- электропроводность;

Нст.сло  поле старта упрочненного сло ;

Нст.основы - поле старта основы.

Пример. Рассмотрим использование способа дл  контрол  толщины нитроце- ментации крепежных болтов автомобил  Москвич-412. Болт изготовлен из стали 20. Перемагничивание осуществл лось в ссле0

5

0

Ноиде полем синусоидальной формы. Возникающий в образце магнитный шум измер лс  при помощи измерительного преобразовател  индуктивного типа (катушка с количеством витков 500 и ферритовым сердечником). ЭДС с катушки поступала на вход малошум щего усилител  ( дБ) и измер лась милливольтметром. Нитроце- ментованный слой имеет поле старта Нст. А/м. поле старта основы

Нет основы 800 А/М.

Дл  контрол  выбираетс  режим перемагничивани  - амплитуда пол , равна  2000 А/м.

По техническим услови м толщина нит- роцементованного сло  составл ет 0,3± ±0,1 мм, т.е. максимально допустима  толщина сло  составл ет 0,4 мм. Частота пол  перемагничивани  рассчитываетс  по формуле

гГ и/ИЦоП

г/

Н

ст.сло 

н

ст основы

5

In

(0.4 10

2 2000

-3 2

600

Y 4 3,14

270 Гц.

...-,- f

- 2000 9.7 10Г

Частота перемагничивани  выбираетс  равной 270 Гц. Измерение НСт и проведение контрол  толщины упрочненного сло  осуществл етс  на приборе СКИФ-1 с генератором перемагничивани  270 Гц.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ магнитошумовой толщиномет- рии упрочненных слоев ферромагнитных материалов, заключающийс  в том, что образец циклически перемагничивают и регистрируют уровень магнитных шумов, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  достоверности контрол  и расширени  области использовани  за счет обеспечени  регулировани  глубины контрол , амплитуду пол  перемагничивани  выбирают равной полю старта упрочненного сло  НСт сло , а его частоту fnep при условии, что на глубине , соответствующей диапазону измерени , амплитуда пол  равн етс  полю старта основы Нет.основы из соотношени 

   5

   f

   пер

   In

   Н

   ст.сло 

   н

   h M/f otfп с1.основы

   где hM - максимальна  толщина упрочненного сло ;

   fj-o - магнитна  константа: /л - магнитна  проницаемость; а - электропроводность.