Способ экспресс-анализа магнитной текстуры ферромагнитных изделий

Способ экспресс-анализа магнитной текстуры ферромагнитных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА МАГНИТНОЙ ТЕКСТУРЫ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИИ, заключающийся в том, что изделие помещают в магнитное поле и по характеристикам его вэаимодей-. ствия с этим полем определяют распределение осей легкого намагничивания , отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей , магнитное поле создают пропусканием переменного ока через изделие и соленоид, охватывающий изделие, возбуждают крутильные колебания в изделии, снимают полярограмму декремента этих колебаний и по ней определяют распределение осей легкого намагничивания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РШЪБЛИК

M5D G 01 R 33 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP пО делАм иэОБРетений и ОтнРьп ий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ (21) 34 7934 3/25-28 (22) 05.08.82 (46) 28.02.84. Бюл. М 8 (72) М.Н.Сидоров и A.A.Ðàäèoíîâ (71) Кемеровский технологический институт пищевой промышленности и Курский политехнический институт (53) 621.317.44 (088.8 ) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 842661, кл. Q 01 к 33/12, 1981. (54) (57I СПОСОБ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА

МАГНИТИОИ ТЕКСТУРЫ ФЕРРОМАГНИТНЫХ

ИЗДЕЛИЯ, заключающийся в том, что изделие помещают в магнитное поле..SU„, 847 А и по характеристикам его взаимодействия с этим полем определяют распределение осей легкого намагничивания,отличающийсятем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, магнитное поле создают пропусканием переменного тока через изделие и соленоид, охватывающий изделие, возбуждают крутильные колебания в иэделии, снимают полярограмму декремента этих колебаний и по ней определяют распределение осей легкого намагничивания °

107б 847

Изобретение относится к технике выявления магнитной текстуры ферромагнитных металлов.

Анализ магнитной текстуры необходим при конструировании различных устройств, активным элементом кото- 5 рых является ферромагнитная проволока (трубка ). К таким устройствам относятся феррозонды, ферроакустические запоминающие элементы (тиристоры ), магнитострикционные резонато- 10 ры и др. Для них характерна сильная зависимость эксплуатационных параметров от ориентации осей легкого намагничивания н актинном элементе.

Поэтому выявление магнитной текстуры способствует прогнозированию заданных параметров вышеупомянутых приборов как йри их разработке, так и в процессе массового производства.

Известен способ экспресс-анализа магнитной текстуры ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что изделие помещают в магнитное поле, образуемое постоянными магнитами, и по характеристикам его взаимодейст- 5 вия с этим полем определяют распределение осей легкого намагничивания L1 3

Изделие имеет сферическую форму и для его реализации при определении осей легкого намагничивания ферромагнитных проволок или трубок необходимо изготовлять сферический образец. Во время механической обработки может измениться магнитная текстура и понизиться точность из- 35 мерений. Магнитная текстура может изменяться и благодаря влиянию самой формы образца.

Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу экспрессанализа магнитной текстуры ферромагнитных изделий, заключающемуся в том, что изделие помещают в магнитное поле и по характеристикам его взаимодействия с этим полем определяют распределение осей легкого намагничивания, магнитное поле создают пропусканием переменного тока через изделие и соленоид, охватывающий изделие, возбуждают крутильные колебания в изделии, снимают поляро- 55 грамму декремента этих колебаний и по ней определяют распределение осей легкого намагничивания.

Используют интервал полей в области максимальной восприимчивости 60 образца или максимальной диссипации упругой энергии. Декремент колебаний пропорционален магнитной составляющей внутреннего трения Я ". Для выявления магнитной текстуры анализиРуют занисимости Ы "от величины поля и его ориентации.

Текстуру анализируют с помощью предлагаемого графоаналитического ,метода, оснонанного на разложении зависимости О "(6) где 8 — угол между магнитным полем Н и крутильной осью образца (в касательных к внешней поверхности плоскостям ), в ряд по направляющим косинусам d; крутиль. ной оси и Р. магнитного поля относительно кристаллографических напранлений (100) при постоянных значениях поля Н и крутильного напряжения Ь . Для поликристаллон с кубической сингонией разложение имеет вид

/ 2 2 2 2 2 21

Й = +4(Ы р +Ы р +с р )+c.(g g )> p + > 1 2 г 3 3, 1 2 1 2

2 ЬPã)з ЗK PÜP )

Остальные члены ряда исключены вниду малости. Постоянные с, 1>, с определяют по эталонному монокристаллу, степень текстуры которого принимают за 100%, или путем анализа кривой + (8)для эталона с известной ярко выраженной текстурой. Магнитную текстуру определяют по расположению максимумов на полярограмме

Й "(9), а их дисперсик> — по уширению этих максимумов. Метод применим только для высокоанизотропных поликристаллов с осевой симметрией (какими обычно являются проволока), получаемых протяжкой через фильтры.

В образцах, не отвечающих этим требованиям, метод позволяет лишь обнаружить наличие текстуры без установления ее связи с кристаллографией.

На фиг. 1 показано устройство для реализации предлагаемого способа, на фиг. 2 — график зависимости декремента колебаний от напряженности; на фиг. 3 — график зависимости декремента колебаний 3 от ориентации магнитного поля, на фиг. 4 и 5 — схемы распределения кристаллографических осей и магнитной текстуры; на фиг. 6 — тесретические полярограммы и "(В) при >,>= и>кк>=0,5.

Пример. Проволоку 1 из армко-железа диаметром 0,7 и длиной

100 мм помещают внутри соленоида 2 в крутильных весах, образуемых под весом 3 и стержнем 4, на котором укреплены грузы 5 и жидкий контакт 6, пропускают по проволоке 1 и соленоиду 2 переменный ток и определяют зависимость декремента И " крутильных колебаний проволоки 1 от напряженности Н продольного магнитного поля.

На кривой 3 "(Н„) (фиг. 2) выявляют максимум при Й=2,5 Э, который соответствует максимальной восприимчивости армко-железа.

1076847

4о (н,э

j2t A

Н, Э

0,0200

0,0196

0,0187

0,0179

0,0153

0,0123

0,0100

0,0068

0,0034

0,3473

0,6340

1у9696

1,8794

1,7320

1 5321

1,2856

0,0608

0,1197

0,1750

0,2250

О, 2861

0 3031

О, 3289

О, 3449

0,3500

30

1,2856

1,5321

1,7320

1,8794

1,9696

50

0,6840

0,3473

80

Из этой кривой определяют интервал используемых полей 2 — б Э.

Для измерения Q ".(6) устанавливают в соленоиде 2 и изделии — проНапряженность поля вычисляют по формулам:

Нр =0,4 7) 11 N, Н,= 211 /, где 11 — ток в соленоиде; N — число витков на

1 см длины; 1 — ток в проволоке; радиус проволоки, мм; И =79,58 витков/см. Таким образом, для полей

2,4 и 6 получают кривые 7-9 соответственно (фиг. 3 ).

Анализ текстуры по кривым ц (8) заключается в следующем.

1 пР дп > о" "м "т > ol;- p 1$ ) Pp 4p

I чему соответстует ориентация, изображенная на фиг. 4. Обозначим 8угол между Н и крутильной осью КО в плоскости, касательной к коаксиальному czar, тогда f52 = cos(45 — 9) 45

)6> =cos (45 + 6) . Подстановка в (1) дает 9 (8) =a+ — + — cos20 (z)

-1 Ь С

Угол 8 отсчитывают относительно осей (011 ), совпадающих по направлению с крутильной осью. Пусть да- 5р лее Ы.; =(О 1 0); p1 = О (cy»r. 5).

Тогда p2=cos0, рз = sine, Подстановка в (1 ) дает

6-1(9) = а+Ъ СОВ2Е, (Ъ )

Угол 8 отсчитывают относите но осей (010 ) . Остальные ориентации в проволоках армко-железа не реализуются.

Уравнениям (2 и 3) соответствуют полярограммы, показанные на фиг. 6 60 (a,á), для oI 0, Ь Р, с(0,) с(< Ь.

Обозначим w«o и и 100 статистические веса первой и второй ориентаций кристаллов, тогда для смешанной тек стуры имеем 65 волоке 1 — амплитуду переменного тока для образцов с выбранной геометрией по предварительно составлен ной таблице.

Э, (9)= с(+Ь | — «. . p1-ш op cps 9/+ — cw со82 . (4)

11 2 1 1 2 110 100 4 110

Для ш110= 1oo = 1 2 получаем лярограмму (фиг. 6) . Так в принципе решается вопрос о магнитной текстуре — распределении кристаллографических осей легкого намагничивания (ОЛН ) и соответствующих им магнитных фаэ (фиг. 4 и 5). Деl ëüíûé анализ текстуры завершается выЧислением СО1 О 100

Определим текстуру образца армкожелеза по кривым 7-9 (фиг. 3). Сравнивая экспериментальные кривые (фиг.3} с теоретическими (фиг. бв ), видим, что текстура смешанная. Вычислим статистические веса Ш110 и ш.100. Для этого необходимо знать коэффициенты а, Ъ, с, которые находят но эталонному монокристаллу. В рассматривае-. мом случае их можно определить приближенно по кривым 0 1 (Н )и 6 "(81.

Коэффициент а= Q "при насыщающем поле.

В армко-железе насыщение наступает в поле Нл 20 Э, следовательно, иэ кривой фиг. 2 находим аб,1 ° 10 4.

Коэффициенты Ъ, с и м„„о, ы10О находят из системы урав нений а+Ь -1и +ш cos 0 (+-cw c090 =Й (1 2 о а -1

110 100 4 110

/1 2 о1 о -1 а+Ь - ш +ш cos 30 Iii- cw созбо =й 2 ио 100 4 «0 1 а=Ь -ш,,+ со845) - cw cos90 9" (р (1 о о смЬЦ М +ш cos 60 (+1сш cos(20 =Й

+10 100 4 110

/1 2 о1 о а"-Ь(" w +w cos 50 j+ сш cos(80 =И (2 но 100 4 11О 0

1076847

Мурр Я

° ®4р

6 " ° ° ° И вЂ” значения Ф "(д), определяемйе по графику (фиг. 3, кривая 8 J. Решая систему, вычисляем у,1 0,72р Ф,, о 0,28 при Ь 94,2 10

С = -105,3 10. Более точи е значения иуур@ и ш.р р@ можно получить, используя метод наименьших квадратов.

Преимущество способа выявления магнитной текстуры цилиндрических ! образцов заключается в простоте и низкой трудоемкости. Способ не требует дорогостоящего оборудования и квалифицированного персонала, позволяет повысить производительность труда. Кроме того, он не требует препарирования образцов,что делает его удобным для неразрушающего контроля,— который возможно автоматизировать, 1076847

В

РЮ

В

Составитель A.Ôåäîðîâ

Редактор А.Лежнина Техред В. Далекорей КоРРектоР И.Муска

Заказ 741/43 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4