WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

  НИЧИПУРУК Александр Петрович

  МОДЕЛЬ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА

И ЕЁ ПРИМЕНЕНИЕ В МАГНИТНОЙ

СТРУКТУРОСКОПИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ

СТАЛЕЙ

  Специальность 05.02.11

  Методы контроля и диагностика

в машиностроении

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

  Екатеринбург  2007

Работа выполнена в Институте физики металлов Уральского отделения РАН

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

  профессор Гуревич Сергей

Юрьевич

доктор физико-математических

наук Ринкевич Анатолий

  Брониславович

доктор физико-математических наук, профессор Васьковский

Владимир Олегович

Ведущая организация -  Физико-техничeский

  Институт УрО РАН 

Защита состоится  31 октября  2008 г.  в  1100  часов

на заседании диссертационного совета Д 004.003.01 в

Институте физики металлов УрО РАН по адресу 620041

г. Екатеринбург, ГСП-170,  ул. С.Ковалевской, 18

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики металлов УрО РАН

Автореферат разослан  “_____” сентября  2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор физико-математических наук  Лошкарева Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований.  Подавляющее число изделий, машин и механизмов, сооружений и объектов производится из поликристаллических ферромагнитных материалов, главным образом - сталей. Необходимый комплекс эксплуатационных свойств получают в результате подбора материала и его последующих термических, механических или иных обработок. Структурные и фазовые превращения, происходящие в металлах и сплавах при изготовлении и эксплуатации, приводят к изменению их физических и механических свойств. Связь между комплексом физических свойств (магнитных, электрических, магнитоупругих и т.д.), с одной стороны, и кристаллографической структурой, дефектностью, уровнем и характером напряжений, механическими и другими эксплуатационными характеристиками, с другой стороны, лежит в основе такого направления неразрушающего контроля, как структуроскопия. Благодаря высокой информативности и чувствительности к различного рода дефектам структуры наиболее востребованными и перспективными являются магнитные методы структуроскопии.

Развитие данной области знаний проходило по нескольким направлениям. Во-первых, вместе с развитием науки о магнитных явлениях, накапливались экспериментальный материал и его теоретическое обоснование по исследованию взаимосвязи структурного состояния ферромагнетиков с их магнитными свойствами. Во-вторых, стали появляться все более совершенные первичные преобразователи магнитного поля. Первоначально используемые для измерения магнитных полей, например, в навигации, геофизике, они быстро нашли свое применение в приборах для магнитной структуроскопии. Наконец, в-третьих, для решения практических задач структуроскопии развивалось специализированное приборостроение, как прикладная часть данной науки.

Если приборная база неразрушающего контроля развивается в последние годы значительными темпами, то методическое оснащение магнитных методов контроля заметно отстает. Одной из основных  причин такого отставания, по-видимому, является явный недостаток модельных представлений о перемагничивании железо-углеродистых сплавов, что в отсутствии полноценной теории магнитного гистерезиса приводит к недостатку новых параметров контроля.

Существующие на сегодня модели, связывающие параметры магнитного гистерезиса с параметрами структурных неоднородностей ферромагнитных сталей (размер зерна, количество и размеры слабомагнитных и немагнитных включений, величина и распределение внутренних напряжений) недостаточно полно отражают потребности магнитной структуроскопии, учитывая ее современные аппаратурные возможности.

Одной из актуальных задач структуроскопии является оценка напряжений в конструкционных сталях. Учитывая, что амплитуды внутренних микронапряжений неразрывно связаны с параметрами гистерезиса 90- градусных доменных границ, актуальным является получение информации именно об этих параметрах.

Таким образом, существует необходимость в разработке модели магнитного гистерезиса для ферромагнетиков с тремя осями легкого намагничивания, к которым относятся практически все конструкционные ферромагнитные стали, реализация которой на практике позволила бы проводить раздельный анализ «скачков» намагниченности как на 180 так и на 90 градусов, оценивать критические поля для этих типов изменений намагниченности в присутствии наведенной магнитной анизотропии с целью использования этих полей в качестве новых параметров контроля.

Наличие такой модели в совокупности с аппаратурой, позволяющей применить ее на практике, могло бы расширить возможности магнитных методов не только для оценки величины внутренних напряжений в действующих конструкциях, но и для более детального анализа структурных и фазовых составляющих термоупрочняемых стальных изделий, что в свою очередь должно привести к большей информативности и надежности их неразрушающего контроля.

Цель настоящей работы заключается в изучении магнитных и магнитоупругих свойств поликристаллических трехосных ферромагнетиков, связанных как с обратимым, так и необратимым перемагничиванием, выявлении перспективных параметров контроля и создании новых методов и средств структуроскопии материалов и изделий.

Указанная цель достигается решением следующих задач:

- изучение закономерностей обратимого смещения 90-градусных доменных границ, происходящего под воздействием знакопеременной динамической нагрузки;

- исследование влияния деформационных и термических обработок на магнитные свойства ферромагнитных сталей;

-  моделирование магнитного гистерезиса, поиск и решение уравнений, описывающих изменение намагниченности ферромагнетиков на кривой намагничивания и предельной петле гистерезиса;

- разработка метода структуроскопии ферромагнитных материалов с использованием параметров модели;

- создание первичных преобразователей и микропроцессорной аппаратуры для практической реализации предложенного метода.

Научная новизна полученных в диссертации результатов кратко может быть сформулирована в виде следующих положений:

-  найдены параметры, характеризующие как обратимые так и необратимые процессы смещения 90-градусных доменных границ в сплавах на основе железа (в трехосных ферромагнетиках), по измерениям которых возможна оценка средней величины внутренних неоднородных напряжений;

-  установлено, что при квазистатическом режиме перемагничивания (скорость перемагничивания составляет 3-5 А/см·с) сталей с ферритной структурой на кривых полевой зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости, измеренных на предельной петле магнитного гистерезиса, разделяются максимумы, связанные с необратимыми смещениями 180-градусных и 90-градусных доменных границ;

-  разработаны модельные представления о магнитном гистерезисе ферромагнетиков с тремя осями легкого намагничивания, показывающие, что для адекватного описания полевых зависимостей намагниченности и восприимчивости в таких материалах необходим учет двух критических полей и поля наведенной магнитной анизотропии;

-  путем экспериментальных исследований установлена область возможного практического использования модели, включающая в себя косвенную оценку средней величины внутренних неоднородных напряжений в деформированных  сталях с преимущественно ферритной структурой, а также анализ влияния на магнитные свойства отдельных структурных составляющих (границы зерен, включения карбидной фазы и т.д.) для сталей со структурами перлита.

Научная и практическая ценность работы:

- работа вносит вклад в способы описания процессов перемагничивания ферромагнетиков с кубической симметрией решетки. Полученные в ней параметрические выражения для намагниченности и дифференциальной восприимчивости позволяют рассчитывать эти величины при изменении намагничивающего поля. Особо важным является то, что параметры расчета носят ясный и очевидный физический характер;

- разработан оригинальный способ оценки средней величины внутренних микронапряжений, основанный на измерении обратимой магнитоупругой проницаемости в подвергнутых статическому упругому растяжению ферромагнитных конструкционных материалах;

- созданные модельные представления, их реализация и апробация привели к разработке нового метода контроля, основанного на компьютерной обработке петель магнитного гистерезиса и получения, в результате этого, такого параметра, как поле наведенной магнитной анизотропии. Метод испытан с помощью разработанной аппаратуры;

- создано программное обеспечение позволяющее связать разработанную аппаратуру с персональным компьютером, проводить анализ (в рамках модели) экспериментальных петель гистерезиса;

- результаты исследований и разработки внедрены на  Северском трубном заводе, Уралвагонзаводе., Чебоксарском агрегатном заводе.

Апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались на 15 Всемирной конференции по неразрушающему контролю (Италия, г. Рим, 2000г.), Международной конференции “Физические методы неразрушающего контроля” (Болгария, г. Варна, 1991 г.); ХI Всесоюзной научно-технической конференции “Неразрушающие физические методы и средства контроля” (Москва, 1987 г.); XIII Российской научно-технической конференции “Неразрушающий контроль и диагностика" (C.-Петербург, 1993 г.); XV Российской научно-технической конференции “Неразрушающий контроль и диагностика” (Москва, 1999 г.); XVI Российской научно-технической конференции “Неразрушающий контроль и диагностика” (C.-Петербург, 2002 г.); XVII Российской научно-технической конференции “Неразрушающий контроль и диагностика” (Екатеринбург, 2005 г.); X Уральской научно-технической конференции “Физические методы и приборы неразрушающего контроля” (Ижевск, 1989 г.); XVI , XVII, XVIII, XVI, XX, XXI Уральских (с международным участием) конференциях “Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами" (Оренбург, 1996 г., Екатеринбург, 1997 г., Ижевск, 1998 г., Уфа, 2000 г., Екатеринбург, 2001 г., Тюмень, 2003 г.).

Достоверность результатов обеспечивается:

а) использованием аттестованных методов и средств измерений магнитных свойств ферромагнитных материалов;

б) применением современных методов обработки экспериментальных результатов и использованием протестированного программного обеспечения;

в) соответствием полученных в работе промежуточных данных о магнитных и магнитоупругих свойствах ферромагнетиков данным других авторов;

г) проведением исследований на материалах с различной структурой и изменяющимися в широких пределах физическими свойствами;

д) положительными результатами практического использования разработанных методов и средств структуроскопии изделий.

Личный вклад автора  включает выбор темы исследования, постановку целей и задач диссертационной работы, формирование комплекса методик исследования, обеспечивающих решение поставленных задач, создание одной из установок, применяемых при исследовании, проведение магнитных и магнитоупругих измерений, анализ полученных результатов, обобщение результатов работ в публикациях. Участие в разработке аппаратурных средств контроля.

Автором проведены все экспериментальные исследования магнитоупругих и большинства магнитных свойств изученных сталей. Создана установка для регистрации и записи полевых зависимостей дифференциальной магнитной восприимчивости при квазистатическом перемагничивании исследуемых образцов.

При непосредственном участии автора создана модель магнитного гистерезиса, проводился анализ микроструктуры исследованных сталей.

Автором лично проведена апробация модели на термообработанных и пластически деформированных образцах различных марок стали.

Микропроцессорный структуроскоп СМ-401 разработан совместно с сотрудниками фирмы ООО «Микроакустика» по техническому заданию автора и д.т.н. Биды Г.В.

В экспериментальных исследованиях магнитных свойств принимали участие аспирант Янковский П.В., к.т.н. Сташков А.Н., д.т.н. Бида Г.В.

В обсуждении полученных на различных этапах работы результатов принимал участие член-корр. РАН Горкунов Э.С.

Публикации. Результаты работы отражены в 34 публикациях. Перечень 20 основных публикаций приведен в конце автореферата.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложений. Диссертация содержит 255 страниц машинописного текста, 86 рисунков, 11 таблиц и библиографию, включающую 267 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

       Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы её цель и задачи, приведены основные положения, выносимые на защиту, и дана аннотация содержания диссертации по главам.

Проведен краткий обзор современного состояния магнитной структуроскопии как части науки о неразрушающем контроле структуры и механических свойств ферромагнитных конструкционных сталей.

Сделан вывод об отставании в развитии физических принципов и методических основ магнитной структуроскопии по сравнению с быстрым развитием другой ее составляющей – приборостроением.

       В первой главе  рассматривается структурная чувствительность параметров гистерезиса 90-градусных доменных границ и показывается возможность их использования для оценки величины внутренних напряжений в конструкционных ферромагнитных материалах. Среди исследованных материалов были сталь Ст.3, подвергнутая пластической деформации растяжением, термоупрочняемые стали 38ХС и 60С2А после закалки и отпуска при разных температурах, теплоустойчивая сталь 12Х1МФ, образцы, которые вырезались из подвергнутого длительной эксплуатации гиба паропровода. Используемая методика измерений, включающая в себя сочетание прилагаемых к образцу в определенной последовательности магнитного поля, статической и динамической нагрузок, позволяла получить информацию о магнитоупругой чувствительности материала, пропорциональной обратимой проницаемости 90-градусных доменных границ.

Исследования проводили на образцах типа разрывных, длиной 100 мм, имеющих сечение «рабочей» части 2×3 мм.  Намагничивающее поле в соленоиде при измерении Нс составляло 1,2 кА/см. При измерении относительной начальной магнитной проницаемости н использовали плоский накладной феррозондовый преобразователь, фиксирующий внутреннее поле в центральной части образца. Условия измерения динамической магнитоупругой индукции были следующие: поле поляризации Н0 = 0,8 А/см, динамическое нагружение производили по синусоидальному закону с частотой f = 30 Гц и амплитудой σ0т в зависимости от типа испытуемого материала, от 1,96 до 19,6 МПа. Изменение магнитного потока фиксировали индукционной катушкой, расположенной в центральной части образца.

На образцах сталей 38ХС и 60С2А экспериментально установлено (см. рис. 1), что чувствительность начальной магнитной проницаемости и, особенно, обратимой магнитоупругой индукции к процессам коагуляции карбидной фазы, происходящим при средне- и высокотемпературном отпуске, существенно выше аналогичной чувствительности коэрцитивной силы.

Показано, что причиной относительных минимумов на кривых н (Тотп) и В(Тотп) являются «дисперсионные» напряжения, связанные с коагуляцией карбидной фазы и формированием около последней структуры с повышенной плотностью дислокаций.

Рис. 1. Зависимости начальной магнитной проницаемости н, коэрцитивной силы Нс и динамической магнитоупругой индукции В от температуры отпуска: 1 - сталь 38ХС, 2 - сталь 60С2А.

Доказательство этого основано на следующем эксперименте. Известно [1], что при возрастании внешних растягивающих напряжений σ0 кривая зависимости (σ0) железа имеет максимум при достижении величиной σ0 уровня средней амплитуды внутренних напряжений, то есть при σ0 ≈ σ0i. Следовательно, изучение и анализ подобных зависимостей для разноотпущенных образцов позволяют оценить уровень внутренних напряжений в материале и связанную с ними подвижность, прежде всего 90 ДГ. Зависимость (σ0), очевидно, аппроксимируется зависимостью ΔВ(σ0), которая поддается экспериментальному изучению. Последовательность наложения механических нагрузок и поля была следующей: размагниченный образец подвергался упругому растяжению заданной величины, затем создавалось магнитное поле и прикладывалась динамическая упругая нагрузка. При этом индукционная катушка в центре образца фиксировала изменение магнитного потока. После этого образец размагничивался, и вся процедура повторялась при другой растягивающей нагрузке. Характерный вид зависимостей ΔВ(σ0), полученных для образцов обеих марок стали, отпущенных при разных температурах, представлен на рис. 2б.

Рис. 2. Зависимость внутренних напряжений материала, определенных магнитоупругим методом от температуры отпуска (а) и динамической магнитоупругой индукции, от величины внешних растягивающих напряжений для образца стали 38ХС, отпущенного при 6000 С (б): 1- сталь 38ХС, 2- сталь 60С2А.

Из подобных графиков определяли σ0 = , при которой ΔВ достигает своего максимального значения, и строили зависимости (Тотп) – рис. 2а. Подтверждением сделанных выводов о характере поведения внутренних напряжений при изменении температуры отпуска являются прямые рентгеновские и микроструктурные исследования, результат которых представлен на рис. 3. Из данного рисунка следует, что средний уровень напряжений, определяемый из рентгеновских исследований (кривая 3), монотонно уменьшается при увеличении температуры отпуска. С другой стороны, повышенная плотность дислокаций около включений карбидной фазы и формируемая на них замыкающая 900-градусная доменная структура приводят к относительным максимумам на кривых 1 и 2.

Для выявления закономерностей, связывающих магнитные и магнитоупругие свойства материалов, имеющих структуру феррита, с плотностью и распределением дислокаций в них,

Рис. 3. Зависимость внутренних напряжений в образцах стали 38ХС, приведенных к своим значениям при Тотп =4500С, рассчитанных по плотности дислокаций (1), определенных магнитным методом (2) и по физическому уширению дифракционной линии (3).

были исследованы образцы железа и стали Ст.3. Набор измеряемых параметров был тот же самый, что приведен выше. Динамическую магнитоупругую индукцию пересчитывали в эффективную проницаемость, определяемую обратимыми смещениями 90 – градусных доменных границ.

Расчет проводили в соответствии с [2, 3] в рамках представлений об эффективном поле

,  (1)

где – намагниченность насыщения, – магнитострикция насыщения, – в нашем случае 2 (m – амплитуда динамической нагрузки). Для соотношения площадей доменных границ типа А и С (f+ и f- соответственно) использовано выражение [224]

,  (2)

где – намагниченность в поляризующем поле. Условными обозначениями А и С (они введены Брауном [4]) все 90о доменные границы делят на два типа. Первые из них смещаются под действием приложенных полей и напряжений в одном направлении. Для вторых направление смещения под действием приложенного поля противоположно направлению смещения под действием упругих напряжений.

Следуя [3], можно записать

(3)

и

(4)

Подставляя в (4) выражения (3), (2), (1) и преобразовав восприимчивость в проницаемость, получаем окончательно

  (5)

На рис. 4 приведены зависимости эффективной проницаемости от величины растягивающей упругой нагрузки образцов армко-железа и стали Ст.3, подвергнутых пластической деформации растяжением на разные степени.

На всех образцах была подробно изучена микроструктура и методом «секущей» посчитана плотность дислокаций. Показано, что, в отличие от других исследованных параметров, величина растягивающей нагрузки, при которой достигается максимум эффективной проницаемости, линейно связана с корнем из плотности дислокаций, что означает линейную связь с дислокационными напряжениями (см. рис. 5).

В целом, можно сказать, что экспериментальный материал и его анализ, представленные в первой главе, показывают, что магнитные параметры, связанные со смещением 90-градусных доменных границ, могут быть существенно полезны при оценке структурных изменений, происходящих в конструкционных ферромагнитных материалах в результате, например, термических и деформационных обработок.

Рис. 4. Зависимость эффективной проницаемости от величины внешних растягивающих напряжений для исходно деформированных образцов железа (а):1 –  = 0, 2 –  = 1,5 %, 3 – 3 %, 4 – 4,5% и стали Ст.3 (б): 1 –  = 0, 2 –  = 1,5 % , 3 – 4,5 %.

Рис. 5. Зависимость растягивающих напряжений, при которых достигается максимум от корня из плотности дислокаций для образцов железа и стали Ст.3.

Во второй главе рассматриваются вопросы моделирования магнитного гистерезиса, физического обоснования адекватности предлагаемой модели. Проведен расчет намагниченности и дифференциальной восприимчивости в ее рамках.

Главной трудностью при теоретическом исследовании процессов намагничивания и перемагничивания принято считать проблему, связанную с учетом взаимодействия между доменами. Если  обойти эту трудность путем введения некоторого количества критических полей, определяющих эволюцию отдельного домена во внешнем поле (как это делают Прейзах и Кондорский), то на первый план выступает совершенно иная проблема, а именно, корректный учет влияния на форму кривой намагничивания и петли гистерезиса функции распределения намагниченностей различных доменов по направлениям.

Модель является обобщением модели Прейзаха и отличается от нее исходным равновероятным распределением векторов намагниченности по всем направлениям, а также введением второго критического поля, ответственного за изменение направления намагниченности на 90 градусов. Напомним, что первое критическое поле отвечает за переворот намагниченности на 180 градусов. Введение в модель Прейзаха двух критических полей, ответственных за изменение направления намагниченности на 180 и 90 градусов, а также поля наведенной магнитной анизотропии, создающего и стабилизирующего 90-градусные соседства в трехосных ферромагнетиках, позволило раздельно рассчитать изменение намагниченности и восприимчивости на кривой намагничивания и предельной петле гистерезиса для 180 и 90-градусных смещений.

Экспериментально установлено, что модель является адекватной для ансамбля невзаимодействующих кристаллитов (доменов), удовлетворяющих следующим требованиям:

(а) домены обладают кубической симметрией с тремя лёгкими магнитными осями;

(б) направления осей в пространстве распределены хаотично;

(в) в рассмотрение принимаются лишь состояния намагниченности до насыщения вдоль одной из лёгких осей, переходы между этими состояниями- первого рода.

Рассмотрим ансамбль невзаимодействующих областей (доменов), каждая из которых имеет три взаимно перпендикулярных, лёгких в магнитном отношении, оси, которые мы будем обозначать , и . Внешнее поле будем считать направленным вдоль оси , и под Н будем понимать проекцию на эту ось. Будем полагать, что кристаллографическая магнитная анизотропия настолько велика, что в рассматриваемом диапазоне значений Н процессами вращения намагниченности доменов можно пренебречь, принимая во внимание лишь скачкообразные изменения их состояний. Полагая, что каждый домен всегда намагничен до насыщения, для обозначения его состояния мы используем символ (σν), где σ= + означает знак проекции намагниченности на ту ось, которой она параллельна, а ν - индекс этой оси (x, y или z). В действительности мы здесь ограничимся рассмотрением лишь четырёх состояний каждого домена, используя следующий приём.

В реальных доменах, при прочих равных условиях, состояние с намагниченностью, параллельной одной из трёх кристаллографических эквивалентных осей, соответствует наименьшей энергии. Источником этой (дополнительной к кристаллографической) магнитной анизотропии могут являться внутренние напряжения, форма кристаллитов и другие причины. Именно эта дополнительная анизотропия стабилизирует 900-ные доменные стенки, и мы должны учесть её существование в нашей модели.

«Легчайшую» из трех кубических осей каждого кристаллита мы всегда в дальнейшем будем обозначать через . Если внешнее поле мало, состояние кристаллита с намагниченностью, параллельной (или антипараллельной) , будет соответствовать минимуму энергии.

В сильных полях минимальной энергией будет обладать то состояние кристаллита, в котором намагниченность параллельна оси, составляющей с полем наименьший угол. Если эта ось является осью , то состояния с намагниченностью вдоль или всегда будут обладать большей энергией. Ситуация, однако, в корне меняется, если наименьший угол с полем составляет одна из «трудных» осей. В этом случае возрастание поля связано, по крайней мере, с одним 900- ным поворотом намагниченности. В реальных случаях, конечно, с изменением поля могут происходить повороты намагниченности между всеми тремя осями , и . Мы упростим ситуацию, полагая, что одна из трех осей, которую мы обозначим , является «очень трудной», и состояния, в которых намагниченность кристаллита направлена вдоль этой оси, можно исключить из рассмотрения. Теперь каждому домену мы можем, в соответствии с рис. 6, сопоставить пару углов θ и ϕ и ограничиться рассмотрением лишь четырёх его состояний (+x), (+z)  с наинизшими энергиями:

 

Рис. 6. Определение углов и ϕ

ε(+х)=kμН⋅sinθ⋅cosϕ,       ε(+z)=μ⋅Н⋅cosθ.  (6)

Здесь k >0 - энергия наведённой магнитной анизотропии, μ=Is⋅V – магнитный момент домена, V - его объём, а Is – намагниченность насыщения.

Естественно предполагать, что при изменении поля домены могут переходить лишь из состояния с большей в состояние с меньшей энергией. Для того чтобы ввести в ансамбль таких доменов гистерезис, необходимо предположить, что переходы между состояниями с энергиями (6) являются переходами первого рода. Это означает, что домен продолжает оставаться в исходном состоянии даже и после того, как вследствие изменения поля это состояние перестало быть основным. Переход происходит лишь, когда разность энергий между исходным и новым основным состоянием достигает некоторой критической величины. Будем полагать, что эти критические величины различны для 1800-ных и 900-ных переходов (δ|| и δ⊥ соответственно), но не зависят от направления изменения поля. Тогда достаточно ограничиться, скажем, случаем возрастания поля и записать условия возникновения переходов между состояниями в виде:

(-z) → (+z): ε(-z) - ε(+z) = 2μΗcosθ ≥ δ||,  (7а)

(-z) → (+x): μΗ(sinθcosϕ + cosθ) ≥ k + δ⊥, (7б)

(-x) → (+z): μΗ(sinθcosϕ + cosθ) ≥ δ⊥ - k,  (7в)

(-x) → (+x): 2μΗ(sinθcosϕ) ≥ δ||,  (7г)

(-x) → (-z): μΗ(sinθcosϕ - cosθ) ≥ δ⊥ - k,  (7д)

(+z) → (+x): μΗ(sinθcosϕ - cosθ) ≥ k + δ⊥, (7е)

(+x) → (+z): μΗ(sinθcosϕ - cosθ) ≤ k - δ⊥.  (7ж)

В дальнейшем удобно ввести обозначения

Н||=,  Н⊥=,  =, ΔΗ=Н⊥-H|| ,  (8)

а также поле наведенной анизотропии На = k/ .

Мы будем предполагать, что текстура полностью отсутствует и направления лёгких и трудных осей доменов ансамбля распределены в пространстве совершенно хаотично. Тогда вероятность найти домен с данными θ и ϕ равна

w(θ,ϕ)=(4/π)⋅sinθ.  (9)

В дальнейшем удобнее использовать относительную намагниченность m = I/Is. При вычислении m нужно просуммировать проекции на поле магнитных моментов всех N доменов – членов ансамбля:

=,  (10)

где ... означает интегрирование по той области фазовой диаграммы ансамбля, в которой домены находятся в состоянии (σν).

Особый интерес при исследовании полевой зависимости намагниченности представляет скорость её изменения с полем, характеризуемая дифференциальной восприимчивостью

χ(Η)=dm(H)/dH,  (11)

и, в частности, разделение вкладов в неё от переходов различных типов. Ясно, что изменения, происходящие в ансамбле при изменении поля, на фазовой диаграмме отражаются как сдвиги границ различных областей, причём, при малых изменениях поля, эти сдвиги также малы. Поэтому вклад в восприимчивость за счёт переходов (σν)→(σ′ν′) равен криволинейному интегралу по границе, разделяющей на фазовой диаграмме области D(σν) и D(σ′ν′):

(12)

Здесь ασν - косинус угла между моментом домена с характеристическими углами θ, ϕ, находящегося в состоянии (σν), и полем; индексы ini и fin означают начальную и конечную точку границы соответственно. Производные под интегралами (12) определяют скорости сдвига границы поперек направления интегрирования при изменении поля.

В соответствии с полученными выражениями для намагниченности и дифференциальной восприимчивости был проведен расчет этих величин в зависимости от перемагничивающего поля для всех указанных выше возможных переходов. В качестве примера приведем полученный результат для перехода намагниченности (-z) (+z):

  (13)

  (14)

где

, , 

и величина a=min {1,ΔН/Н||} на петле при k ≤ δ⊥; во всех остальных случаях а=ΔН/Н||.

Функция А, I, J определены следующим образом:

(15)

(16)

Таким образом, получены параметрические выражения для полевых зависимостей намагниченности и дифференциальной восприимчивости, параметрами которых являются физически обоснованные величины: критические поля Н180 , Н90 и поле наведенной магнитной анизотропии.

В третьей главе рассматриваются вопросы апробации модели на образцах различных марок стали, подвергнутых как деформационным, так и термическим обработкам. С целью экспериментальной проверки модели была создана программа для персонального компьютера, позволяющая путем сравнения экспериментальных и рассчитанных полевых зависимостей дифференциальной восприимчивости получать критические поля для 180 и 90-градусных доменных границ, поле наведенной анизотропии, а также их дисперсии. Апробация проведена на холоднотянутой проволоке из стали Ст.3, подвергнутой отжигам при различных температурах, гидроэкструдированной на большие степени деформации стали 30ХГСА, циклически деформированных в области малоцикловой усталости образцах из стали Ст.3 и стали У8, термообработанных конструкционных сталях, в том числе мартенситностареющих. Изучение магнитных свойств сопровождалось исследованием микроструктуры материалов. Проводился анализ связи структурного состояния образцов с уровнем их магнитных характеристик.

Экспериментально установлено на пластически деформированных растяжением и отожженных при разных температурах образцах стали Ст.3, что при квазистатическом перемагничивании (скорость перемагничивания 3 A/см·с) на кривых зависимостей d(Н), измеренных на предельной петле магнитного гистерезиса, появляются особенности в виде второго максимума либо перегиба (см. рис. 7). Из рисунка ясно, что отчетливый максимум в области отрицательных полей, существующий у неотожженного образца (кривая 1), постепенно выполаживается и смещается ближе к нулю с ростом температуры отжига Тan (кривые 2, 3). Одновременно происходит общее сужение кривой χd(Н) и резкий рост максимального значения . При Тan=550 0С все следы максимума χd(Н) в области отрицательных Н исчезают, но возникает перегиб в области положительных Н, вблизи (кривая 4). Наконец, при Тan=600 0С (кривая 5) этот перегиб «развивается» в два отчетливых узких максимума, первый из которых наблюдается в поле несколько меньшем, а второй – несколько большем коэрцитивной силы этого образца (2,9 А/см).

Рис. 7. Зависимость дифференциальной магнитной восприимчивости от величины перемагничивающего поля: 1 – = 10% (без отжига), 2 – Тотж. = 400 0С, 3 – 500 0С, 4 – 550 0С, 5 – 600 0С.

Перемагничивание по восходящей ветви петли.

Показано, что расчетные кривые (см. рис. 8) не только вполне удовлетворительно описывают экспериментальные зависимости, но и воспроизводят их «тонкие» особенности. Совпадение расчетных и экспериментальных кривых достигается подгонкой критических полей, нахождение которых, собственно, и есть цель магнитной структуроскопии. В связи с этим целесообразно провести некоторый анализ полученных величин Н||, Н⊥, На.

 

Рис. 8. Расчетные (кривые) и экспериментальные (точки) зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости от поля: а – = 10%, б – Тотж. = 4000, в –600 0С.

Обращает на себя внимание факт, что, в то время как остаточные после проведенной деформации напряжения в результате отжигов могут уменьшиться не более, чем в 7-8 раз (показано в первой главе диссертации), параметр На уменьшается примерно в 20 раз (см. рис. 9). Данное расхождение может быть связано как минимум с двумя возможными причинами. Во-первых, при деформации и последующих отжигах может изменяться размер доменов, что естественно влияет на непосредственно определяемую при расчетах величину На. Возможность уменьшения размера доменов при деформации и последующего восстановления размера при отжиге неудивительна, поскольку при деформации за счет образования и перераспределения дислокаций формируется субзеренная структура, которая исчезает в результате отжига. Именно размер зерна (субзерна) металла и определяет, главным образом, размеры формируемой доменной структуры в нашем случае. Диапазон изменения остаточных напряжений и энергии наведенной анизотропии k может быть одинаковым, если предположить, что в результате отжигов средний размер доменов деформированной стали увеличился примерно в 2÷2,5 раза. Данный вывод косвенно подтверждается характером изменения величины Н||, которая уменьшается в результате отжигов примерно в 2 раза. Этот параметр практически не реагирует на изменение внутренних напряжений, но, в силу соотношения Н||= δ||/2IsV, должен изменяться при изменении объема областей (доменов). Примерно таким же образом изменяется и коэрцитивная сила, которая, в основном, определяется 1800-ными переходами намагниченности. Таким образом, именно поле наведенной анизотропии наиболее адекватно отражает уровень средних напряжений в исследованном материале.

При всестороннем обжатии, которое обеспечивается при гидроэкструзии материала и дает без явно выраженной текстуры высокие степени пластической деформации, вплоть до 60-70%, была установлена монотонная зависимость рассчитанных в рамках модели, полей наведенной анизотропии от степени пластической деформации.

Исследование проводили на стали 30ХГСА промышленной плавки. Прутки исходного диаметра 30 мм проковали при 1000С для получения заготовок требуемых размеров, затем подвергли отпуску при 680С, 2 ч, охлаждение с печью.

Дальнейшую термическую обработку перед гидроэкструзией провели по следующим режимам.

1. Нормализация: Т = 900С, охлаждение на воздухе.

2. Изотермический распад: аустенитизация при 910С, перенос в соляную ванну при 650С, 1 ч, охлаждение на воздухе (ИЗО).

Проведенный в рамках модели анализ зависимостей χd(Н) (в качестве примера на рис. 10 приведено разложение восприимчивостей для нормализованного образца, деформированного на 40%) показывает, что в полях, близких к коэрцитивной силе образцов, проходят, в основном, смещения 1800- ных доменных границ, вклад которых в коэрцитивную силу и в величину χdmax является преобладающим.

Из рис. 11, на котором приведены зависимости коэрцитивной силы Нс и величины критических для 1800- ных границ полей Н|| от степени деформации, следует, что их поведение не совпадает с поведением прочностных свойств исследованных образцов, поскольку Нс и Н|| либо остаются практически постоянными в интервале ε от 20 до 60% (кривая 1, рис. 11б), либо понижаются при увеличении степени деформации от 40 до 60% (напомним, что прочностные характеристики монотонно растут во всем диапазоне деформаций).

Рис. 10. Полевая зависимость дифференциальной магнитной восприимчивости нормализованного образца стали 30ХГСА, деформированного на 40%: точки – эксперимент, кривая 1 – полная расчетная восприимчивость, 2 – восприимчивость для 180-градусных ДГ, 3 – восприимчивость для 90-градусных ДГ.

Рис. 11. Зависимость коэрцитивной силы (а) и критических полей 1800-ных доменных границ (б) образцов стали 30ХГСА от степени пластической деформации: 1 – нормализованное состояние, 2 – изотермическая обработка.

Совершенно другая картина наблюдается для критических полей, связанных со смещением 90- градусных доменных границ (см. рис 12).

Рис. 12. Зависимость расчетных критических полей для 900-ных доменных границ (а) и поля наведенной магнитной анизотропии (б) образцов стали 30ХГСА от степени пластической деформации: 1 – нормализованное состояние, 2 – изотермическая обработка.

Очевидно, что оптимальной характеристикой для контроля деформационных процессов и в этом случае является поле наведенной магнитной анизотропии.

Представляет определенный интерес сравнение результатов оценки внутренних напряжений, полученных из анализа полевых зависимостей дифференциальной восприимчивости образцов, и при использовании магнитоупругих исследований, аналогичных описанным в первой главе. В рамках предположения, что магнитная анизотропия наводится, в основном, внутренними напряжениями, можно заключить, что ее энергия равна магнитоупругой энергии Ему= 1,5λ100σ0i , где λ100 - константа магнитострикции железа, σ0i - средняя величина внутренних напряжений. С другой стороны, из полученных средних значений поля наведенной анизотропии На можно определить энергию анизотропии как Еа= НаМs , где Мs - намагниченность насыщения образцов. Приравняв Ему и Еа, а также подставив известные константы материала, можно оценить значения σ0i и сравнить их с σ0, представленными на рис. 13. Обе величины для образцов, деформированных в разной степени, представлены в таблице.

Рис. 13. Зависимость остаточных напряжений образцов стали 30ХГСА, определенных магнитоупругим методом, от степени пластической деформации: 1 – нормализованное состояние, 2 – изотермическая обработка.

Таблица

Средний уровень внутренних напряжений, оцененный магнитным (модель) методом σ0i и магнитоупругим методом σ0.

Нормализация

Изотермическая обработка

ε, %

0

20

40

60

0

20

40

60

σ0, МПа

88

160

220

260

50

140

200

236

σ0i, МПа

139

181

212

263

126

191

237

294

Из представленных в таблице результатов следует, что максимальные расхождения наблюдаются в отсутствие пластической деформации. При этом, очевидно, высокие значения σ0i вызваны анизотропией, наведенной полями рассеяния около включений карбидной фазы. При повышении степени пластической деформации растет доля остаточных напряжений в суммарной анизотропии, и, соответственно, сближаются значения приведенных в таблице величин.

Одной из причин разрушения различных стальных конструкций является накопление повреждений в металле при его циклическом деформировании. При этом возникает задача неразрушающего контроля, заключающаяся в оценке эксплуатационного ресурса конструкции и прогнозирования времени ее безаварийной эксплуатации.

В результате проведенных исследований установлено, что для низкоуглеродистой стали характер поведения поля наведенной магнитной анизотропии в зависимости от количества циклов нагружения качественно совпадает с относительным удлинением, вплоть до разрушения образца и, следовательно, может служить параметром контроля стадии предразрушения.

В четвертой главе рассмотрены вопросы технической реализации найденных методических возможностей контроля. Описаны различные аспекты устройства, технических характеристик и областей применения разработанных и созданных аппаратных средств.

Разработан многофункциональный микропроцессорный магнитный структуроскоп СМ-401. Кроме измерения коэрцитивной силы, структуроскоп позволяет выполнять (без ущерба для массогабаритных показателей и характеристик питания прибора) дополнительные функции, в том числе измерение  остаточного магнитного потока и петли магнитного гистерезиса в целом. Удалось реализовать алгоритмы не только измерений, но и допускового контроля коэрцитивной силы и остаточного магнитного потока, запоминания и пересылки на персональный компьютер (ПК) результатов множества измерений и другие (главным образом сервисные) функции.

Прибор состоит из измерительного микропроцессорного модуля, модуля питания (сетевого или батарейного) и приставного элктромагнита с измерителем магнитного потока в цепи – датчиком Холла. В комплект поставки прибора входит также записанная на дискетах программа для ПК, которая обеспечивает «перекачивание» результатов измерений, накопленных в оперативной памяти прибора, в память ПК с целью последующей обработки на компьютере.

Прибор выполняет следующие операции:

  • измерение и допусковый контроль коэрцитивной силы участка объекта;
  • измерение и допусковый контроль остаточного магнитного потока этого же участка;
  • измерение и запись нисходящей петли магнитного гистерезиса.

Время выполнения одной операции — около 8 с.

Относительная погрешность измерения коэрцитивной силы в диапазоне  150-4500 А/м не более 5 %.

Относительная погрешность измерения магнитного потока в диапазоне 5-500 мкВб не более 10 %.

Результаты измерений и контроля запоминаются (с привязкой их к реальному времени) в оперативной памяти прибора и высвечиваются на ЖК дисплее. В памяти одновременно могут храниться результаты около 4000 измерений.

Записанная на дискетах программа обработки результатов измерений на ПК предусматривает:

  • формирование базы данных, содержащей результаты измерений и контроля за длительный отрезок времени;
  • статистическую обработку результатов измерений и контроля;
  • формирование по результатам статистической обработки документов (таблиц, протоколов и т.п.);
  • визуализацию на мониторе ПК предельной петли гистерезиса контролируемого участка объекта;
  • «перевод» результатов измерения коэрцитивной силы и остаточной намагниченности в физико-механические показатели: твёрдость HRC, временное сопротивление при разрыве , предел текучести , относительное удлинение , глубину и твёрдость поверхностно упрочнённого слоя (цементация, закалка с нагрева ТВЧ и ТПЧ) и т.п.

Нас в данном случае, в первую очередь, интересует возможности структуроскопа при его работе в режиме измерения и записи петель магнитного гистерезиса с последующей передачей их на персональный компьютер для математической обработки. Поскольку структуроскоп имеет автономное питание, есть возможность использования его в полевых условиях для оценки структурного состояния и механических свойств действующих конструкций (мосты, краны, трубопроводы и др.). Вместе с тем, как следует из описания магнитного структуроскопа и его первичного преобразователя, петли магнитного гистерезиса, измеряемые данным прибором, в существенной степени должны зависеть от размагничивающего фактора магнитной цепи, составленной магнитопроводом преобразователя

Рис. 14. Петли магнитного гистерезиса образцов рельсовой стали 75Г, измеренные с помощью структуроскопа СМ-401: 1 – отпуск 200 0С, 2 – 350 0С, 3 – 6000С. Градуировка произведена на тороидальных образцах.

и испытуемым изделием. То есть, по существу, они являются кривыми перемагничивания «тела», а не вещества.

Этот вывод подтверждается графиками на рис. 14, где приведены петли магнитного гистерезиса закаленных и отпущенных при разных температурах образцов рельсовой стали 75Г, измеренные с помощью структуроскопа СМ-401. Характер представленных зависимостей свидетельствует о наличии значительного размагничивающего фактора в намагничивающей системе структуроскопа.

Для того чтобы можно было провести информативный анализ таких петель в рамках разработанной модели, необходимо было преобразовать их в петли для вещества, то есть привести зависимости намагниченности от внутреннего поля. С этой целью была проведена оценка размагничивающего фактора системы и сделан соответствующий пересчет петель. Полученные результаты представлены на рис. 15. Характер кривых, представленных на рисунке, соответствует типичным кривым перемагничивания для низкоотпущенной (а), среднеотпущенной (б) и высокоотпущенной (в) среднеуглеродистых сталей.

Поскольку в рамках предложенной модели анализируются полевые зависимости дифференциальной восприимчивости, следующим этапом стало дифференцирование полученных петель гистерезиса. На рис. 16 показаны полученные таким образом полевые зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости исследованных образцов. Характер полученных зависимостей, в целом, соответствует имеющимся представлениям о поведении дифференциальной восприимчивости термообработанных сталей, а именно, с повышением температуры отпуска значение максимальной дифференциальной восприимчивости существенно увеличивается.

Рис. 15. Пересчитанные в зависимости от внутреннего поля петли магнитного гистерезиса образцов рельсовой стали 75Г: а– отпуск 200 0С, б – 350 0С, в – 600 0С

Рис. 16. Полевые зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости образцов рельсовой стали 75Г: 1 – отпуск 200 0С,      2 – 350 0С, 3 – 600 0С.

Полученные кривые были проанализированы в рамках предложенной модели. На рис. 17а показаны результаты проведенной аппроксимации для образца, отпущенного при 200 0С. Наибольшее расхождение между экспериментом (точки) и расчетом (кривая) наблюдается на участке между насыщением

Рис. 17. Экспериментальные (точки) и расчетные (кривые) полевые зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости образцов стали 75Г: а – отпуск 200 0С, б – 350 0С,  в – 600 0С

и остаточной намагниченностью, что неудивительно, поскольку в этом диапазоне полей в низкоотпущенном образце, в основном, проходят процессы вращения векторов намагничивания, которые не учитываются в данной модели. Для средне- и высокоотпущенного образцов (рис. 17а,б), где существенную роль в формировании магнитных свойств играет карбидная фаза и замыкающая доменная структура, формируемая вокруг нее, а, следовательно, существенную роль при смещении доменных границ играет наведенная магнитная анизотропия, совпадение между расчетом и экспериментом достигается в большей степени.

Показано, что рассчитанные, исходя из проведенного анализа, поля наведенной магнитной анизотропии составили для образцов соответственно 128, 19,2 и 16 А/см, что вполне реально отражает структурное состояние исследованных образцов, следовательно, прибор СМ-401 можно применять для реализации  предложенной методики.

       В заключении перечислены наиболее существенные результаты и выводы диссертации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

Разработана модель магнитного гистерезиса, показана возможность ее использования для контроля структурного состояния ферромагнитных конструкционных сталей после термических и деформационных обработок с помощью разработанной аппаратуры.

  1. Показано, что параметры магнитного гистерезиса, характеризующие как обратимые, так и необратимые процессы смещения 90-градусных доменных границ в сплавах на основе железа (в трехосных ферромагнетиках) позволяют производить оценку средней величины внутренних неоднородных напряжений.
  2. Экспериментально показано, что при квазистатическом режиме перемагничивания (скорость перемагничивания составляет 3-5 А/см·с) железа и низкоуглеродистой стали появляются дополнительные максимумы или перегибы на кривых полевой зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости, измеренных на предельной петле магнитного гистерезиса.
  3. Создана модель магнитного гистерезиса для ферромагнетиков с тремя осями легкого намагничивания, являющаяся обобщением моделей Прейзаха и Кондорского, в рамках которой учитывается наличие в ферромагнетике двух «критических» полей для смещающихся 180-градусных и 90-градусных доменных границ, а также энергии наведенной магнитной анизотропии. Получены выражения для полевых зависимостей намагниченности и восприимчивости на кривой намагничивания и предельной петле магнитного гистерезиса.
  4. Разработана программа для персонального компьютера, позволяющая получить расчетные (в рамках модели) зависимости восприимчивости от перемагничивающего поля и путем подбора «критических» полей Н180 , Н90 , а также поля наведенной магнитной анизотропии устанавливать соответствие между расчетными и экспериментальными кривыми.
  5. Установлена, путем экспериментальной апробации модели, возможность ее практического использования для косвенной оценки средней величины внутренних неоднородных напряжений в деформированных феррито-перлитных сталях. Показано, что оценка тем более адекватна, чем больше объемная доля феррита в фазовом составе стали.
  6. Показано на сталях различного класса (феррито-перлитные, высокоуглеродистые, мартенситно-стареющие), что проводимый на основе разработанной модели раздельный анализ параметров гистерезиса 180-градусных и 90-градусных доменных границ позволяет расширить возможности магнитной структуроскопии за счет получения информации о вкладах отдельных составляющих структуры в физические свойства сталей.
  7. Разработан микропроцессорный магнитный структуроскоп, позволяющий в лабораторных, цеховых и полевых условиях определять на объектах различной формы и размеров не только отдельные параметры петли гистерезиса (коэрцитивную силу, остаточную индукцию, остаточную индукцию частных циклов перемагничивания), но и всю петлю в целом. Структуроскоп имеет возможности сохранения информации и передачи ее на персональный компьютер для дальнейшей математической обработки.

Основные публикации по теме диссертации:

  1. Михеев М.Н., Морозова В.М., Вильданова Н.Ф., Гаврилова Л.Д., Захарова Г.Н., Ничипурук А.П., Ремез Н.В., Сингер К.Е., Чарикова Н.И. О возможности электромагнитного контроля качества закалки и отпуска изделий из стали 38ХС // Дефектоскопия.- 1987.- № 11.- C. 38–44.
  2. Ничипурук А.П. Исследование возможности применения вихретокового преобразователя для контроля качества отпуска изделий из стали 38ХС // Дефектоскопия.-1987.-№10.- С. 94-96.
  3. Ничипурук А.П., Горкунов Э.С., Кулеев В.Г., Чарикова Н.И. Влияние структурных изменений при отпуске на обратимые процессы намагничивания в конструкционных сталях // Дефектоскопия.- 1990.- № 8.- C. 68-75.
  4. Ничипурук А.П., Носкова Н.И., Горкунов Э.С., Пономарева Е.Г. Влияние дислокационной структуры, формируемой пластической деформацией, на магнитные и магнитоупругие свойства железа и низкоуглеродистой стали // ФММ.- 1992.- № 12.- C. 81-87.
  5. Ничипурук А.П., Носкова Н.И., Горкунов Э.С., Пономарева Е.Г., Волкова Б.И., Темрюх В.М. Структура и магнитные свойства паропроводных труб из стали 12Х1МФ после длительной эксплуатации в условиях ползучести // Дефектоскопия.- 1995.-№7.- С. 62-67.
  6. Ничипурук А.П. Особенности полевых зависимостей дифференциальной магнитной проницаемости пластически деформированной низкоуглеродистой стали // ФММ.- 1996.- Т. 81.-  вып.6.- С. 163-165.
  7. Розенфельд Е.В., Ничипурук А.П. Разделение вкладов 90 и 1800 доменных границ в кривую намагничивания поликристаллического ферромагнетика // ФММ.- 1996.- Т.82.- вып.1.- С.53-67.
  8. Розенфельд Е.В., Ничипурук А.П. Модель Прейзаха для ферромагнетиков с кубической симметрией. I. Теория // ФММ.- 1997.- Т.84.- вып.6.- С. 29-46.
  9. Ничипурук А.П., Розенфельд Е.В. Модель Прейзаха для ферромагнетиков с кубической симметрией. II. Эксперимент // ФММ.- 1997.- Т.84.- вып.6.- С. 72-78.
  10. Дегтярев М.В., Каменецкий Б.И., Давыдова Л.С., Горкунов Э.С., Ничипурук А.П., Чащухина Т.И., Воронова Л.М.Структура, механические и магнитные свойства стали 30ХГСА после комплексного воздействия холодной пластической деформации и термической обработки // Дефектоскопия.- 1997.- №7.- С. 15-20.
  11. Ничипурук А.П., Горкунов Э.С., Гаврилова Л.Д., Атангулова Л.В., Дегтярев М.В., Каменецкий Б.И., Давыдова Л.С., Чащухина Т.И., Воронова Л.М. Магнитные и магнитоупругие свойства стали 30ХГСА после комплексного воздействия холодной пластической деформации и термической обработки // Дефектоскопия.- №4.- 1998.- С. 56-63.
  12. Ничипурук А.П., Горкунов Э.С., Дегтярев М.В. Магнитный метод оценки внутренних напряжений в стали с феррито-перлитной структурой после ее деформирования гидроэкструзией // Тезисы докладов 15 Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика». Москва.- 1999.- Том 1.- С. 412.
  13. Бида Г.В., Ничипурук А.П. Коэрцитиметрия в неразрушающем контроле // Дефектоскопия.- 2000.- № 10.- C. 3 – 28.
  14. Ничипурук А.П., Дегтярев М.В., Горкунов Э.С., Чащухина Т.И., Воронова Л.М., Давыдова Л.С. Микроструктура, механические и магнитные свойства стали Ст.3 и стали У8 после циклического деформирования растяжением // Дефектоскопия.- 2001.-№1.- С. 32-37.
  15. Ничипурук А.П., Бида Г.В., Шанаурин А.М.  Магнитный структуроскоп СМ-401 / Труды XVI Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика». Санкт-Петербург.- 2002.- Доклад 2.14.
  16. Ничипурук А.П., Бида Г.В., Янковский П.В. Критические поля смещающихся доменных границ в низколегированных отпущенных и мартенситно-стареющих сталях // Дефектоскопия.- 2002.- № 7.- С. 52-59.
  17. Шанаурин А.М., Векслер А.З., Ничипурук А.П., Бида Г.В., Ватолин С.М. Магнитный структуроскоп СМ-401 // Дефектоскопия.- 2002.- № 6.- С. 41-48.
  18. Ничипурук А.П., Бида Г.В., Шанаурин А.М., Сташков А.Н. О функциональных возможностях магнитного структуроскопа СМ-401 // Дефектоскопия.- 2003.- № 1.- С. 3-12.
  19. Бида Г.В., Ничипурук А.П., Камардин В.М., Сташков А.Н. Исследование магнитных и механических свойств стали М74 и возможности неразрушающего контроля качества термоупрочнённых рельсов // Дефектоскопия.- 2005.- № 6.- C. 75-89.
  20. Ничипурук А.П., Розенфельд Е.В.. Модель магнитного гистерезиса и ее применение для оценки внутренних напряжений в ферромагнитных материалах. Материалы XVII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (Электронный ресурс). Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН. - 2005. Электрон. оптич. диск. Статья № П4-6.

Цитированная литература

  1. Вонсовский С.В., Шур Я.С. Ферромагнетизм. – М. – Л.: ОГИЗ –  Гостехиздат, 1948. – 816 с.
  2. Schneider C.S., Semcken E.A. Vibration induced magnetization //  J. Appl. Phys.- 1981. - V 52.- № 3.- Pt. II.- P. 2425-2427.
  3. Schneider C.S., Richardson J.M. Biaxial magnetoelasticity in steels // J. Appl. Phys. – 1982. - V53.- № 11.- P. 8136-8138.
  4. Brown W.F. Influence of fields and stress on magnetization changes // Phys. Rev.- 1949 - V75.- P. 147-158.

_________________________________________________

Отпечатано на Ризографе ИФМ УрО РАН  тир. 85

зак.  объем 2 печ.л.  формат 60х84 1/16

620041 г.Екатеринбург ГСП-170 ул.С.Ковалевcкой, 18




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.