К вопросу о выборе намагничивающего тока в коэрцитиметрах переменного тока Текст научной статьи по специальности «Физика»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 184

1970

К ВОПРОСУ О ВЫБОРЕ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО ТОКА В КОЭРЦИТИМЕТРАХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В. п. долгополов

(Представлена научным семинаром факультета автоматики и вычислительной техники)

Разработке прибора для контроля качества ферромагнитных изделий электромагнитными методами всегда предшествуют обширные исследования по установлению связей между контролируемым и электромагнитным параметрами. Одним из этапов этих исследований является отыскание величины такого намагничивающего поля, в котором связь между параметрами проявляется наиболее отчетливо и имеет однозначный характер..

В коэрцитиметре переменного тока, принцип действия которого описан в литературе [1], измеряется не сама динамическая коэрцитивная сила, а разность между коэрцитивными силами испытуемого изделия и контрольного образца. Эта разность измеряется по интервалу времени между моментами перехода индукций в испытуемом и контрольном изделиях через нулевое значение. В [2] приведена формула, устанавливающая зависимость между временным интервалом и разностью коэрцитивных сил:

. Нс2 . Нс\ arcsin ---^ arcsin-

A t =-^-^ (1)

О)

ИЛИ

» / j\ . Hci . Нс\

д (шг) = arcsin-— arcsin-, . (2)

Нщ 4 Ит

где

t — время; со — круговая частота намагничивающего тока;

Ней Нс2 —динамические коэрцитивные, силы контрольного и испы-' туемого изделий при заданном значении намагничивающего поля Нт.

С целью облегчения измерения интервала At (или Acof), а в связи с этим и упрощения измерительной аппаратуры, желательно, чтобы этот интервал был возможно большим. Из выражения (2) вытекает, что интервал А (сot) зависит от соотношения коэрцитивных сил Нс2 и Нс1 и от амплитуды намагничивающего поля Нт. При увеличении амплитуды намагничивающего поля выше значения, при котором наступает практически насыщение образца й величины НсХ и Нс2 достигают максимума и дальше перестают изменяться, интервал А (соi) уменьшается. В полях,, меньших поля насыщения, интервал зависит как от Ит, так и от соотношения Н с1 и Нс 2 .

Для определения необходимого для работы коэрцитиметра намагничивающего поля необходимо иметь зависимости динамической коэрцитивной силы Нс от амплитудного значения поля Нт. На рис. 1 приведены зависимости Нс— f(Hm) для образцов из чугуна, изготовленных в форме колец и закаленных при различной температуре: самая нижняя кривая 2 соответствует самой низкой температуре закалки, верхняя кривая 6 — самой высокой температуре. Из рисунка видно, что при достаточно больших намагничивающих полях [ 50 и больше ( наблюдается

V см )

однозначная зависимость между температурой закалки и динамической коэрцитивной силой, т. е. с увеличением температуры коэрцитивная сила растет. Однозначная зависимость наблюдается также и при достаточно малых полях [ в пределах 8 ч- 20 ) , но она в этой области имеет

I см /

обратный характер: коэрцитивная сила с увеличением температуры падает. Можно сделать, таким образом, вывод: возможен контроль температуры закалки изделий из чугуна в области или больших или малых намагничивающих полей.

На том же рис. 1 приведена кривая изменения интервала A (cot) 1.2 = = f(Hm) для образцов 1 и 2, данные для построения ¡которой вычислены по формуле (2). В области больших полей A (cot) = 11 -М5 эл. градусам; в области малых полей, при которых наблюдается однозначная зависимость между параметрами, Л (cot) = 30-^-20 эл. град., т. е. значительно больше, чем в области больших, полей. С точки зрения удобства измерения временного интервала область малых полей является предпочтительнее.

Из рис. 1 видно также, что при некотором значении амплитуды нап-

g

ряженности намагничивающего поля, а именно при Ит = 25 — для об-

s см

разцов 1 и 2 временной интервал A (cot) =0, и это несмотря на то, что температуры закалки этих образцов резко отличны. Следовательно, поле должно выбираться таким, чтобы не было пересечения кривых Нс —f{Mm), так как A(cot)=0 означает, что при данной амплитуде поля коэрцитивные силы сравниваемых изделий одинаковы и должны быть одинаковы температуры закалки. На рис. 2 в качестве примера приведены зависимости коэрцитивной силы от амплитуды намагничивающего поля Нт для образцов из стали ШХ-15. На основании проведенного выше анализа можно утверждать, что контроль температуры закалки изделий из стали ШХ-15 по динамической коэрцитивной силе возможен только при больших полях, поскольку при малых ¡полях происходит пересечение кривых Нс — f{Hm).

ЛИТЕРАТУРА

1. И. Г. Л е щ е н к о, В. А. Малин. Установка для разбраковки деталей по коэрцитивной силе. Передовой научно-технический и производственный опыт. М., 1964, № 2-64-282/8 (ГОСИНТИ).

2. А. М. Г р у з н о в, В. П. Д о л г о п о л о в, И. Г. Л ещенко, В. Д. С а р т а к о в. Измерение твердости стальных изделий с помощью коэрцитиметра переменного тока. Дефектоскопия, 1967, № 4.