автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Модель магнитного гистерезиса и её применение в магнитной структуроскопии конструкционных сталей

На правах рукописи

НИЧИПУ РУК 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

ООЗ 16 143"?

Екатеринбург 2007

003161497

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-технический

Институт УрО РАН

Защита состоится 30 ноября 2007 г в 11°° 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 " ^ " октября 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета j I .у"""^

доктор физико-математических наук fflr 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 сгрукту-роскопии

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 пере-магничивании 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 не-однородностей ферромагнитных сталей (размер зерна, количество и размеры слабомагнитных и немагнитных включений, величина и распределение внутренних напряжений) недостаточно полно отражают потребности магнитной структуроско-пии, 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 струк-туроскопии 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 перемагни-чивания (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 перемаг-ничивания 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 гистерези-

са 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 Север-ском трубном заводе, Уралвагонзаводе, Чебоксарском агрегатном заводе.

Апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались на 15 Всемирной конференции по нераз-рушающему контролю (Италия, г Рим, 2000г), Международной конференции "Физические методы неразрушающего контроля" (Болгария, г Варна, 1991 г), XI Всесоюзной научно-технической конференции "Неразрушающие физические методы и средства контроля" (Москва, 1987 г), ХШ Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагноегака" (С-Петербург, 1993 г), XV Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" (Москва, 1999 г), XVI Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" (С-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 перемагаичивании исследуемых образцов

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

Автором лично проведена апробация модели на термо-обработанных 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 261 страницу машинописного текста, 86 рисунков, 11 таблиц и библиографию, включающую 267 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы ее 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 2x3 мм Намагничивающее поле в соленоиде при измерении Нс составляло 1,2 кА/см При измерении относительной начальной магнитной проницаемости цн использовали плоский накладной феррозондовый преобразователь, фиксирующий внутреннее поле в центральной части образца Условия измерения динамической магнитоупругой индукции были следующие поле поляризации Но = 0,8 А/см, динамическое нагружение производили по синусоидальному закону с частотой/= 30 Гц и амплитудой стот 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 цн (Того) и ДВ(Тотп) являются «дисперсионные» напряжения, связанные с коагуляцией карбидной фазы и формированием около последней структуры с повышенной плотностью дислокаций

Рис 1 Зависимости начальной магнитной проницаемости цн, коэрцитивной силы Не и динамической магнито-упругой индукции ЛВ от температуры отпуска 1 - сталь 38ХС, 2 - сталь 60С2А

Доказательство этого основано на следующем эксперименте Известно [1], что при возрастании внешних растягивающих напряжений сто кривая зависимости (сто) железа имеет максимум при достижении величиной ао уровня средней амплитуды внутренних напряжений, то есть при оо ~ оь(. Следовательно, изучение и анализ подобных зависимостей для разноот-пущенных образцов позволяют оценить уровень внутренних напряжений в материале и связанную с ними подвижность, прежде всего 90° ДГ Зависимость Ц^0 (со), очевидно, аппроксимируется зависимостью Лб(ао), 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 АВ(ро), полученных для образцов обеих марок стали, отпущенных при разных температурах, представлен на рис 26

Рис 2 Зависимость внутренних напряжений материала, определенных маг-нитоупругим методом от температуры отпуска (а) и динамической магнито-упругой индукции, от величины внешних растягивающих напряжений для образца стали 38ХС, отпущенного при 600° С (б). 1-сталь 38ХС, 2- сталь 60С2А

Из подобных графиков определяли сто = СУАВтах > ПРИ которой

АВ достигает своего максимального значения, и строили зависимости а дд^ (Тот) - 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 90°-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 Тога =450°С, рассчитанных по плотности дислокаций (1), определенных магнитным методом (2) и по физическому уширению дифракционной линии (3)

0,2

400 500 600 700 J °п

отп '

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

гн.ЛЪ*

2 М„

(1)

где М5 - намагниченность насыщения, Л3 - магнитострикция насыщения, Л<х - в нашем случае 2 ат (стт - амплитуда динамической нагрузки) Для соотношения площадей доменных границ типа А и С (/+ и/ соответственно) использовано выражение [224]

.Мл

м„

(2)

где М0- намагниченность в поляризующем поле#0 Условными обозначениями А и С (они введены Брауном [4]) все 90°

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 шля противоположно направлению смещения под действием упругих напряжений.

Следуя [3], можно записать

-/->*„ №

<хна

и

(4)

¿от с#/„ с1а

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

¿ММ1 (5)

3 ЛгМ0Асг

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 конст-

рукционных ферромагнитных материалах в результате, например, термических и деформационных обработок

Рис 4 Зависимость эффективной проницаемости Цо от величины внешних растягивающих напряжений для исходно деформированных образцов железа (а)-1-8 = 0, 2-е=1,5%, 3-3%, 4-4,5% и стали Ст 3 (б) 1 - 8 = 0, 2 - в= 1,5 %, 3 -4,5 %

8 16 24

Л/^ЮЛлг1

Рис 5 Зависимость растягивающих напряжений, при которых достигается максимум Цо 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 легкими магнитными осями,

(б) направления осей в пространстве распределены хаотично,

(в) в рассмотрение принимаются лишь состояния намагниченности до насыщения вдоль одной из легких 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 х, у и ъ Внешнее поле Н будем считать наЛ

правленным вдоль оси Ь, и под Н будем понимать проекцию

Н 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 (оу), где о= ± означает знак проекции намагниченности на ту ось, которой она параллельна, а V - индекс этой оси (х, у или г) В действительности мы здесь ограничимся рассмотрением лишь четырех состояний каждого домена, используя следующий прием

В реальных доменах, при прочих равных условиях, состояние с намагниченностью, параллельной одной из трех 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 90°-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 х Если внешнее поле мало, состояние кристаллита с намагниченностью, параллельной (или антипараллельной) т., 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 х или у 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 90°- ным поворотом намагниченности. В реальных случаях, конечно, с изменением поля могут происходить повороты намагниченности между всеми тремя осями х,у и ъ Мы упростим ситуацию, полагая,

что одна из трех осей, которую мы обозначим у, 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 9 и ф и ограничиться рассмотрением лишь четырех его состояний (±х), (±г) с наинизшими энергиями у

Рис 6 Определение углов 0 и ф

в^^к+цН-зте-сойф, еС^^ц-Н-совв (6)

Здесь к >0 - энергия наведенной магнитной анизотропии, ц=13 У - магнитный момент домена, V - его объем, а 18 - 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 та-

ких 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 180°-ных и 90°-ных переходов (8ц и б_1_ соответственно), но не зависят от направления изменения поля Тогда достаточно ограничиться, скажем, случаем возрастания поля и записать условия возникновения переходов между состояниями в виде

(-г) (+г)' е(-г) - е(+г) = 2мНсов0 > 5ц, (7а)

(-г) -> (+х)- цЩзтбсовф + сов8) > к + бх, (76)

(-х)->(+г) (дН^пбсовф + совб) > бх- к, (7в)

(-х)-»(+х) 2цН(81п9со!5ф) > 5ц, (7г)

(-х) -> (-г) цЩзтЭсозф - соэв) >5х-к, (7д)

(+г)-»(+х) цН^твсовф - со89) > к + бх, (7е)

(+х) (+г). нЕОтбсозф - соэб) < к - 5Х (7ж)

В дальнейшем удобно ввести обозначения

АН=Нх-Н„, (8) а также поле наведенной анизотропии На = к/р.

Мы будем предполагать, что текстура полностью отсутствует и направления легких и трудных осей доменов ансамбля распределены в пространстве совершенно хаотично Тогда вероятность найти домен с данными 9 и ф равна

\у(9,ф)=(4/л)-81П0 (9)

В дальнейшем удобнее использовать относительную намагниченность ш = Мв При вычислении ш нужно просуммировать проекции на поле магнитных моментов всех N доменов - членов ансамбля

^¿Г «

= £°| ЯЧЯФ)оо<е)сме+ |[Це,ф)8ш(е)со5(ф)<юф (ю)

ст=±1 [Цск) Дох)

где ^(Ю(1ф означает интегрирование по той области фазо-В(о\>)

вой диаграммы ансамбля, в которой домены находятся в состоянии (оу)

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

Х(Н)=ёш(Н)/ёН, (11)

и, в частности, разделение вкладов в нее от переходов различных типов Ясно, что изменения, происходящие в ансамбле при изменении поля, на фазовой диаграмме отражаются как сдвиги границ различных областей, причем, при малых изменениях поля, эти сдвиги также малы Поэтому вклад в восприимчивость за счет переходов (ау)-»(аV) равен криволинейному интегралу по границе, разделяющей на фазовой диаграмме области О(сту) и Б(ст'у') .о.

0_

i(av)->(aV))=- (desince^ocsv[фш<е(ф))(<х^ -aj^g

ffi

дд

m

(12)

Здесь Осу - косинус угла между моментом домена с характеристическими углами 9, ф, находящегося в состоянии (ov), и полем, индексы тг 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 перемагничивающе-го поля для всех указанных выше возможных переходов В качестве примера приведем полученный результат для перехода намагниченности (-г) —► (+г)

% = ■

2\¥

Щх3

0,

1,

п \Х2 а ,

х < 1 или х > Х2

1 <, X <, X]

XI <> х х2

(13)

•-Л.

1—

1 IX] а ,

х£1

1 < х < х1

XI < х < Х2

(14)

где

дс =

Н_ Я„

Х1

Х2 = т}1+2с?

и величина а=тш на петле при к < 5х; во всех ос-

тальных случаях йг=ЛН/Нц

Функция А, I, / определены следующим образом

А(<хД *) = (15)

*дг - - fy-1)

Таким образом, получены параметрические выражения для полевых зависимостей намагниченности и дифференциальной восприимчивости, параметрами которых являются физически обоснованные величины критические поля Нш, Над 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 СтЗ и стали У8, термообработанных конструкционных сталях, в том числе мартенсигностареющих. 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.З, что при квазистатическом перемаг-ничивании (скорость перемагничивания ~ 3 А/см-с) на кривых зависимостей %i(H), 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 выпола-

живается и смещается ближе к нулю с ростом температуры отжига Та„ (кривые 2, 3) Одновременно происходит общее сужение кривой Ха(Н) и резкий рост максимального значения Х™ах

При Тап=550 °С все следы максимума Ха(Н) в области отрицательных Н исчезают, но возникает перегиб в области положительных Н, вблизи xf™ (кривая 4) Наконец, при Тщ^бОО °С

(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 перемагничиваю-щего поля 1 - s = 10% (без отжига),

2 - Тотас. = 400 °С,

3 - 500 °С, 4 - 550 °С, 5 - 600 °С Перемагничива-ние 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, собствен-

X,

8000 6000 4000 2000 0

\

_ _ ;

i . i . i

-60 -40 -20 0 20 40 60 Н, А/см

но, и есть цель магнитной структуроскопии В связи с этим целесообразно провести некоторый анализ полученных величин

Н„, Нх, На.

Н, А/см Н, А/см

О 5 10 15

Н , А/см

Рис. 8 Расчетные (кривые) и экспериментальные (точки) зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости от поля а - е = 10%, б - То™ = 400°, в -600

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 к 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 Нц, которая уменьшается в результате отжигов примерно в 2 раза Этот параметр практически не реагирует на изменение внутренних напряжений, но, в силу соотношения Нц= 5|j/2IsV, должен изменяться при изменении объема областей (доменов) Примерно таким же образом изменяется и коэрцитивная сила, которая, в основном, определяется 180°-ными переходами на-

н , А/см

а 25

20 \

15 Я

10 \

5 \

0

0 200 400 600

т ,°с

отж

Рис 9 Зависимость поля наведенной анизотропии от температуры отжига

магниченности 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 6070%, 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 1000°С для получения заготовок требуемых размеров, затем подвергли отпуску при 680°С, 2 ч, охлаждение с печью

Дальнейшую термическую обработку перед гидроэкструзией провели по следующим режимам

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

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

Проведенный в рамках модели анализ зависимостей %d(H) (в качестве примера на рис 10 приведено разложение вос-приимчивостей для нормализованного образца, деформированного на 40%) показывает, что в полях, близких к коэрцитивной силе образцов, проходят, в основном, смещения 180°- ных доменных границ, вклад которых в коэрцитивную силу и в величину Xdmax является преобладающим

Из рис И, на котором приведены зависимости коэрцитивной силы Не и величины критических для 180°- ных границ полей Нц от степени деформации, следует, что их поведение не совпадает с поведением прочностных свойств исследованных образцов, поскольку Нс и Нц либо остаются практически постоянными в интервале е от 20 до 60% (кривая 1, рис 116), 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

-40-20 0 20 40 Н, А/см

0 20 40 60

е, %

Рис 11 Зависимость коэрцитивной силы (а) и критических полей 180°-ных доменных границ (б) образцов стали ЗОХГСА 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 90°-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 маг-нитоупругой энергии Ем/= 1,5ХюоОо1, где Хюо - константа маг-нитострикции железа, О01 - средняя величина внутренних напряжений С другой стороны, из полученных средних значений

поля наведенной анизотропии На можно определить энергию анизотропии как Еа= НаМ8, где М5 - намагниченность насыщения образцов Приравняв Ему и Еа, а также подставив известные константы материала, можно оценить значения сто! и сравнить их с Сто, представленными на рис 13 Обе величины для образцов, деформированных в разной степени, представлены в таблице

Рис 13 Зависимость остаточных напряжений образцов стали ЗОХГСА, определенных магнитоупру-гим методом, от степени пластической деформации 1 - нормализованное состояние, 2 - изотермическая обработка

Таблица

Средний уровень внутренних напряжений, оцененный магнитным (модель) методом СТо( и магнитоупругим методом Сто

Нормализация Изотермическая обработка

8,% 0 20 40 60 0 20 40 60

Оо, МПа 8В 160 220 260 50 140 200 236

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 сто3 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 не-разрушающего 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 мо-* гут 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 НКС, временное сопротивление при разрыве сг , предел текучести <7 , относительное удлинение д ,

ВТ 5

глубину и твердость поверхностно упрочненного 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 °С, 2 - 350 °С, 3 -600°С Градуировка произведена на тороидальных образцах

2 1 5

1500 750 0

-750 -1500

-

У

-300 0 300 Н , А/см

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), среднеотпущен-ной (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 термо-обработанных сталей, а именно, с повышением температуры отпуска значение максимальной дифференциальной восприимчивости существенно увеличивается

1500 750

S

a 0 2

-750 ■1500

а / Г

J J

-100

100

1500 750

|

3 0

-750 -1500

б

J 1

H, А/см

-80-40 0 40 80 H, А/см

1500 s 750

* 0

5"

-750 -1500

•100

100

H, А/см

Рис 16 Полевые зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости образцов рельсовой стали 75Г 1 - отпуск 200 °С, 2-350 °С, 3-600 °С

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

-80 -40 0 40

Н , А /см

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

-80 -40 0 Н, А/см

-100 -50 0 50 Н, А/СМ

-100 0 100 Н, А/см

Рис 17 Экспериментальные (точки) и расчетные (кривые) полевые зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости образцов стали 75Г. а-

отпуск 200 в - 600 °С

иС, б - 350 иС,

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 высо-

коотпущенного 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 Нш, 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 структуро-скоп, 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, Гаври-лова 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 - С 38-44

2 Ничипурук АП 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 НИ. Влияние структурных изменений при отпуске на обратимые процессы намагничивания в конструкционных сталях // Дефектоскопия - 1990 - № 8 - С 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 - С 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 180 доменных границ в кривую намагничивания по-

ликристаллического 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, Горку-нов Э С., Ничипурук А П, Чахцухина 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., Атан-гулова Л В, Дегтярев М В, Каменецкий Б И, Давыдова Л С, Чащухина Т И, Воронова Л М Магнитные и маг-нитоупругие 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 Вида Г В., Ничипурук А П. Коэрцитиметрия в неразру-шающем контроле // Дефектоскопия - 2000 - № 10 - С. 3 -28

14 Ничипурук АП, Дегтярев МВ, Горкунов ЭС, 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, Вида 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 АП, Вида Г.В, Янковский ПВ Критические поля смещающихся доменных границ в низколегированных отпущенных и мартенситно-сгареющих сталях // Дефектоскопия - 2002 - № 7 - С 52-59.

17 Шанаурин АМ, Векслер АЗ, Ничипурук АП, Вида Г В , Ватолин С.М Магнитный структуроскоп СМ-401 // Дефектоскопия - 2002 - № 6 - С 41-48.

18 Ничипурук АП, Вида ГВ, Шанаурин АМ, Сташков АН О функциональных возможностях магнитного структуроскопа СМ-401 // Дефектоскопия - 2003 - № 1.-С 3-12

19 Вида ГВ, Ничипурук А П., Камардин ВМ, Сташков АН Исследование магнитных и механических свойств стали М74 и возможности неразрушающего контроля качества термоупрочненных рельсов // Дефектоскопия -2005-№6-С 75-89

20 Ничипурук А П., Розенфельд ЕВ 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 С S , Semcken Е A. Vibration induced magnetization // J. Appl Phys - 1981 - V 52 - № 3 - Pt II - P 24252427

3 Schneider С S , Richardson J M Biaxial magnetoelasticity in steels//J Appl Phys - 1982 -V53-№ll-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 объем 2 печ л формат 60x84 1/16 зак.63 620041 г Екатеринбург ГСП-170 ул.С Ковалевкой, 18

Введение

1. Обратимые процессы намагничивания конструкционных сталей и их структурная чувствительность

1.1. Структура, магнитные и магнитоупругие свойства закаленных и отпущенных при разных температурах конструкционных сталей

1.2. Структура, магнитные и магнитоупругие свойства низкоуглеродистой стали, подвергнутой пластической деформации

1.3. Влияние деформации ползучести при длительной эксплуатации паропроводной стали на ее магнитные и магнитоупругие свойства.

2. Раздельный анализ смещения 90- и 180-градусных доменных границ. Модель магнитного гистерезиса

2.1. Особенности полевых зависимостей дифференциальной магнитной проницаемости ферромагнитных сталей

2.2 Разделение вкладов 90 и 180° доменных границ в кривую намагничивания поликристаллического ферромагнетика. Обоснование модели

2.2.1 Модель

2.2.2 Доменная структура

2.2.3 Взаимодействие между доменами. Моделирующий ансамбль

2.2.4 Спектр энергии моделирующих областей

2.2.5 Вычисление намагниченности и магнитострикции

2.2.6 Упрощенный вариант модели

2.2.7 Кривая намагничивания

2.2.8 Дифференциальная восприимчивость . ГО

2.2.9 Магнитострикция

2.3 Расчет полевых зависимостей восприимчивости и намагниченности на кривой намагничивания и предельной петле гистерезиса для ферромагнетиков с кубической симметрией

2.3.1 Вклады переходов различных типов в изменение намагниченности ансамбля

2.3.2 Двойные 90°-ные переходы

2.3.3 Кривая намагничивания и предельная петля гистерезиса

2.3.4 Восприимчивость и намагниченность

2.3.5 Определение функции Fi {а, х, s) .Ill

2.3.6 Определение функции F2(a,x)

2.3.7. Определение функций A, I, J

3. Экспериментальная апробация модели. Анализ структурных изменений, происходящих в сталях при пластической деформации и термической обработке .Г

3.1 Пластическая деформация растяжением

3.2 Пластическая деформация гидроэкструзией

3.3 Термическая обработка низколегированных и мартенситно-стареющих сталей

3.4 Циклическое деформирование растяжением

3.5 Сравнительный анализ корреляционных связей структуры и механических свойств с параметрами петли гистерезиса и критическими полями рассчитанными в рамках модели для рельсовой стали М

3.5.1 Эксперимент и обсуждение его результатов .li >

3.5.2. Уравнения связи прочностных и пластических свойств с показаниями магнитного структуроскопа МС-2 ИФМ

3.5.3. Анализ критических полей перемагничивания

4. Разработка аппаратуры и описание ее функциональных возможностей

4.1. Магнитный структуроскоп СМ

4.2. Возможности магнитного структуроскопа СМ-401 при неразрушаю-щем контроле качества изделий

4.3. Использование магнитного структуроскопа в режиме записи и анализа петель магнитного гистерезиса .21:

Основные результаты диссертации

Магнитный структурный анализ как наука о неразрушающем контроле структуры, фазового состава и механических свойств ферромагнитных конструкционных материалов начал активно развиваться в первой половине 20 века и особенно заметно в 50-60-е годы, когда были заложены основы практически всей существующей на сегодняшний день приборной и методической базы Основополагающими можно считать работы М.Н. Михеева и его школы (В.М. Морозова, И.А. Кузнецов и др.) [1-9], труды Ф. Ферстера [10-12] и других [1318].

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. Учитывая, что в те годы значительную роль в качестве ферромагнитных материалов играли железо-уI леродистые сплавы, большая часть этих исследований впоследствии была применена в магнитном структурном анализе для контроля стальных и чугунных изделий [19-35]. Во-вторых, стали появляться все более совершенные первичные преобразователи магнитного поля [36-41]. Первоначально используемые для измерения магнитных полей, например, в навигации, геофизике они быстро нашли свое применение в прибор-х для магнитной структуроскопии. Наконец, в-третьих, развивалось само приборостроение как прикладная часть данной науки.

Трудами таких ученых как Керстен, Кондорский, Неель и др. была создана теория коэрцитивной силы [42-56], в том числе для поликристаллических ферромагнетиков [57-62].

Суть теоретического расчёта коэрцитивной силы состоит в том, что полная энергия ферромагнитного образца, имеющего размеры, превосходящие размер однодоменного состояния данного материала [63], должна зависеть от положения доменных границ внутри этого образца, которое, в свою очередь, обусловлено структурой материала: распределением дефектов кристаллического строения, напряжений, размерами кристаллитов и др. Имеется ряд типов взаимодействий доменной границы со структурой ферромагнетика, которые учитываются при расчёте коэрцитивной силы и, в ряде случаев, начальной магнитной восприимчивости %н, которые подробно изложены в [26-58].

При смещении доменной границы (ДГ) в магнитном поле Яна расстояние с1г изменяется магнитный момент М - ¿¿г ферромагнетика, а удельная энергия

180-градусной ДГ (у = Е/Б5 , где Е, - полная энергия и площадь ДГ) изменится на величину с1у. Это значит, что

2НМ^г = <1у . (I)

Коэрцитивную силу вычисляют как критическое поле Н , необходимое для преодоления дефекта кристаллического строения ферромагнетика максимальной величины. Она соответствует выражению Нп = 1 ду^

2 М в ;тах

2)

Керстен [42, 43] рассчитал коэрцитивную силу в предположении, что изменение энергии ДГ обусловлено наличием в кристалле неферромагнитных включений (НВ) и пустот. Когда граница пересекает включение, её энергия по сравнению с энергией в чистом кристалле будет меньше из-за того, что уменьшается поверхность ДГ. Он рассчитал Нс в предположении, что НВ, диаметром с1в, в кристалле расположены в виде правильной кубической решётки с параметром Выражение для Нс здесь имеет вид:

3)

1у15 а где К] - константа кристаллографической магнитной анизотропии, М5- намагниченность насыщения ферромагнетика, ¿>180 - толщина 180-градусной ДГ, с1диаметр неферромагнитного включения, а - объёмная концентрация включений.

При dB = 8

180 cU^. (4)

Таким образом, в модели включений коэрцитивная сила пропорциональна концентрации неферромагнитных включений (в степени 2/3).

В присутствии напряжений а плотность поверхностной энергии границы уст выражается формулой

Га = 2^А(Кг + Ла), (5) где А - энергия обменного взаимодействия, А - магнитострикция насыщения. Если напряжения изменяются вдоль координаты г по закону • 2т а = (т0 + А а • ^ ' ( ) то dya \ A dcr 2 тгЛАа А 2 ш

-= л--=---cos-, dz ]j KY+ Лет dz I \KX+Лс> I где Act- амплитудное значение флуктуации внутренних напряжений, / - длина волны напряжений. Максимальное значение этого выражения droЛ dz

Из (2) и (7) получаем max

2пЛАа А „ . А S

----«2 пЛАо — . (7) ^Кх+Ла I жЛАст д Ms I

Последнее выражение записывают в более общем виде: яс (9) м s

Здесь фактор Р зависит от степени дисперсности внутренних напряжений. Рг ах = 1 при /« Sm, и в этом случае коэрцитивная сила максимальна; Р = II Sm при / « ¿5iso иР = 2дшИ при /» á¡so

Выражения (4) и (9) учитывают взаимодействие единичной доменной границы с единичным дефектом (неферромагнитное включение, локальное напряжение в кристалле). Были разработаны статистические модели, учитывающие взаимодействие ДГ со статистическими скоплениями дефектов [50-53, 5659]. Итоговое выражение здесь имело вид: Я х< л/2Мд(Хх1у)1/2 сое (р х а1

536М2а —^ в в 5

180 У

1/2 0 б\Л\Оь{1Л

II \ н с1 180

1/2

10)

В этом выражении п - , Ьх , Ьу - линейные размеры доменов, г - плотность дислокации, ¿/в, ав - средний диаметр и объемная концентрация неферромагнитных включений, у]80, б^о- удельная поверхностная энергия и толщина 180°-ной ДГ, <р - угол между магнитным полем и намагниченностью в домене, 0, Ъ - модуль упругости и модуль вектора Бюргерсз, ¡Л\ - константа изотропной магнитост-рикции. Она характерна для поликристаллических материалов, и её можно оценить из выражения \Л\ - 0,2(2/1^00] + ЗД[Ш]); 1б - элемент длины дислокации, параллельный плоскости ДГ [56].

Таким образом, в выражении (10) сумма в квадратных скобках отражает общее влияние на Нс неферромагнитных включений, последнее слагаемое о т-ределяет влияние напряжений, обусловленных дислокациями плотностью г.

Наиболее широко коэрцитивная сила применяется для неразрушающего контроля прочностных, пластических и вязких свойств стального проката и труб [64-98], поверхностно-упрочнённых слоёв на деталях [99-126], качества термической обработки и исходной структуры перед закалкой и др. [109, 127].

Были разработаны феррозондовые магниточувствительные преобразователи [36-44], вихретоковые преобразователи [10-12], в дальнейшем - холлов-ские и магниторезистивные. Появились первые магнитные и электромагнитные структуроскопы: коэрцитиметр Михеева с приставным намагничивающим ус гройством, коэрцитиметр Ферстера, использующий соленоид для намагничивания изделий, индукционные приборы, работающие на корреляционной связи магнитной проницаемости материалов с их механическими свойствами (магна-тест фирмы Ферстера, его аналог в СССР ЭМИД) [127-175, 10-12].

Если приборная база неразрушающего контроля развивалась в последние годы значительными темпами, то методическое оснащение магнитных методов контроля заметно отставало. За последние 30 лет заметным, по существу, явился лишь вклад Горкунова и Биды [24, 29, 30, 33, 34, 176-189] в развитие метода использования частных несимметричных петель перемагничивания для струк-туроскопии.

Метод магнитного контроля качества высокоотпущенной стали был предложен Ф. Фёрстером [10-12]. Суть его заключается в том, что деталь неболыш х размеров предварительно намагничивают, далее перемагничивают до одинаковых значений внешнего магнитного поля Япе и после его отключения измеряют величину вторичной (частной) магнитной индукции тела ßdH. Подбором величин Нпв или Вп добиваются однозначной зависимости Бнн от Т . не II ип отп

Отметим, что в описанном случае все детали перемагничивают до одинаковых значений внешних, а не внутренних, полей и измеряют остаточную магнитную индукцию тела, а не вещества.

Однозначную зависимость частной (вторичной) остаточной магнитнгй индукции Z?d н от Г для сталей различного химического состава при раздельном подборе величин внешних - постоянных или переменных - перемагничи-вающих полей получили в [24, 29, 30. 33, 34, 176-187]. Было показано также, что монотонной зависимости ^в(^отп) в нужном интервале можно до> тичь, если перемагничивать все детали до одинаковых значений магнитной индукции Вп [177], и что параметром неразрушающего контроля качества отпуска сталей в широком интервале может служить релаксационная коэрцитивная сила тела Н [176, 186].

В [190] было показано, что связь между релаксационной коэрцитивной силой тела Нге как внешним магнитным полем и релаксационной коэрцитивной силой вещества (ГОСТ 19693-74) Нг как внутренним магнитным полем [191] определяется следующим выражением: где МНг - намагниченность (рис. 4), соответствующая релаксационной коэрц iтивной силе (релаксационная намагниченность), МИг/Нг - релаксационная магнитная восприимчивость, т - коэффициент формы.

Для вторичной остаточной магнитной индукции тела после перемагничи-вания детали до определенной величины внешнего магнитного поля Нпе было получено1 выражение [190]:

Здесь ВИг - магнитная индукция, соответствующая релаксационной коэрцитивной силе (релаксационная магнитная индукция), (ir = ВИг / |10ЯГ - релаксационная магнитная проницаемость, |i0 = 4ж • 10"7 Гн/м. Индекс «Н» при 5dH означает, что перемагничивание при контроле качества деталей осуществляют до одинаковых значений поля #пе. Здесь и выше учтено, что между }j,r и /Ь\ существует зависимость (ir= %х + 1.

Когда контроль качества отпущенных деталей осуществляют по вторичной остаточной магнитной индукции тела BdB после их перемагничивания до одинаковых значений магнитной индукции Вп, её величина определяется гз выражения [190]

П) ш dH =H-o0" -1) Нс - НпеV

12)

1 В [16] дан подробный вывод этого выражения

Таким образом, из выражений (11)-(13) следует, что магнитными свойствами вещества, обеспечивающими неразрушающий контроль качества среднего и высокотемпературного отпуска сталей с содержанием углерода свыше 0,3 % по магнитным параметрам тела, являются релаксационная намагниченность МНг (релаксационная магнитная индукция J5Hr) и релаксационная магнитная восприимчивость хг (релаксационная магнитная проницаемость jir).

Рассмотренный метод можно использовать не только для неразрушающе-го контроля качества деталей после среднего и высокотемпературного отпуска, но и при решении других задач, когда необходим многопараметровый метод. В этом случае можно использовать вторичные (частные) остаточные магнитные индукции после перемагничивания деталей до определенных значений пере-магничивающего тока (магнитной индукции) [96,183, 185,192-195].

Накопленный довольно значительный экспериментальный материал по корреляционным связям магнитных и механических свойств различных сталей и, главным образом, появление в последнее время микропроцессорных приборов контроля объективно привели разработчиков к использованию многопара-метровых методов. В качестве примеров можно привести работы [96, 183, 185, 192-201].

Большое внимание стало уделяться проблеме оценки величины внутренних микронапряжений в конструкционных сталях. Прежде всего стоит отметить работы, связанные с использованием магнитного и акустического шума Баркгаузена [202-206]. Оценка напряжений в конструкционных сталях неразрывно связана с параметрами гистерезиса 90-градусных доменных границ, п > скольку процессы смещения именно этого типа границ, в первую очередь, определяются амплитудой действующих напряжений.

На первый взгляд, интересным для этих целей является применение маг-нитоупругих методик, позволяющих связать упругие напряжения и изменение намагниченности в материале. Одной из таких является использование параметров, связанных с обратимыми процессами смещения 90-градусных доменных границ. Методика подразумевает нагружение в присутствии поля Земли изделия упругими растягивающими напряжениями, параллельное создание в изделии динамических напряжений и фиксирование индукционной катушкой электромагнитного отклика на эту динамическую нагрузку. С одной стороны данный метод позволяет непосредственно оценить среднюю величину внутренних микронапряжений, с другой стороны, в силу своей нетехнологичности, он вряд ли применим на практике.

Естественным образом возникает интерес к получению информации о параметрах смещения 90-градусных границ непосредственно из магнитных измерений, которые наиболее легко реализовать на практике. Но в этом случае необходимо понимание физических закономерностей, связывающих получаемые нами параметры с внутренними напряжениями. В отсутствии полноценной теории магнитного гистерезиса для понимания этих связей необходима разработка обоснованных и адекватных физических моделей.

Как это ни странно, но до настоящего времени наиболее часто употребляемой на практике для аппроксимаций петель магнитного гистерезиса является модель Прейзаха [207-211]. В модели нет, как таковых, доменных границ, есть лишь области, намагниченность в которых направлена по отношению ко-седям в противоположную сторону. Но в этой модели впервые отмечен характер необратимого изменения намагниченности при смещении доменных границ - изменение направления намагниченности внутри каждой области происходит лишь тогда, когда перемагничивающее поле достигает некоторого критического значения. Очевидно, что если критические поля всех областей одинаковы, мы получим прямоугольную петлю. К сожалению, на этом физическое моделирование заканчивается, и далее, чтобы получить петли близкие к реальным, необходимо подбирать математический закон распределения этих критических полей.

Кондорский [45] пошел дальше. Он ввел совершенно очевидное для поликристаллических ферромагнетиков, изначально хаотическое (для размагниченного состояния) распределение векторов намагниченности. При этом, даже для одинаковых критических полей в разных областях, петля гистерезиса уже не является прямоугольной. Появляется угловая зависимость поля «скачка» намагниченности от внешнего поля, поскольку уже не внешнее поле должно до > тигнуть уровня «критического», а его проекция на направление намагниченности в данной области.

Недостатком данных моделей является отсутствие в них возможности скачкообразного изменения направления намагниченности не только на 180 градусов, но и на 90. Для ферромагнетиков с тремя осями легкого намагничивания, в которых существует два основных типа доменных границ, 180-градусные и 90-градусные, этот момент является принципиальным. Кроме того, в данных моделях отсутствует поле наведенной магнитной анизотропии, которое в таких материалах как конструкционные стали при наличии в них мелкозернистой структуры с большим количеством межзеренных границ, слабомагнитных и немагнитных включений, неоднородных микронапряжений может играть ключевую роль при перераспределении намагниченности и формировании доменной структуры.

Таким образом, существует необходимость в разработке модели магнитного гистерезиса для ферромагнетиков с тремя осями легкого намагничивания, в которой бы учитывались следующие моменты: возможность необратимых «скачков» намагниченности как на 180, так и на 90 градусов, различие критических полей для этих типов изменений намагниченности, присутствие наведенной магнитной анизотропии.

Наличие такой модели 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 магнитоуп-ругих свойств поликристаллических трехосных ферромагнетиков, связанных как с обратимым, так и необратимым перемагничиванием, выявлении перепективных параметров контроля и создании новых методов и средств структуро-скопии 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 необратимее 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.

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.

Апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались на 15 Всемирной конференции по неразрушающему контролю (Италия, г. Рим, 2000г.), Международной конференции "Физические методы неразрушаю-щего контроля" (Болгария, г. Варна, 1991 г.); XI Всесоюзной научно-технической конференции "Неразрушающие физические методы и средства контроля" (Москва, 1987 г.); XIII Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" (С.-Петербург, 1993 г.); XV Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" (Москва, 1999 г.); XVI Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" (С.-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.).

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

Автором проведены все экспериментальные исследования магнитоупру-гих 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.

Диссертация состоит из четырех глав, включающих в себя оригинальные результаты.

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.З, подвергнутая пластической деформации растяжением, термоупроч-нямые стали 38ХС и 60С2А после закалки и отпуска при разных температурах, теплоустойчивая ста ль 12Х1МФ, образцы которой 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 материла, пропорциональной обратимой проницаемости 90-градусных доменных границ.

Вторая глава посвящена физическому обоснованию адекватности предлагаемой модели, непосредственному ее описанию и расчету намагниченности и дифференциальной восприимчивости в ее рамках. Введение в модель Прейза; ;а 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. Для каждого из возможных типов «переходов» (для 90-градусных смещений их семь) получены выражения, связывающие намагниченность и дифференциальную восприимчивость с полем.

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.З, подвергнутой отжигам при различных температурах, гидроэхструдированной на большие степени деформации стали ЗОХГСА, циклически деформированных в области малоцикловой усталости образцах из стали Ст.З 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 магнитнь х характеристик.

Четвертая глава является, по сути, описанием технической реализации найденных методических возможностей с рассмотрением различных аспектов устройств, технических характеристик и областей применения разработанных и созданных аппаратных средств. Описан оригинальный первичный преобразователь, микропроцессорный магнитный структуроскоп СМ-401, разработанные совместно с ООО «Микроакустика». Проанализированы функциональные возможности структуроскопа, в том числе возможность использования регистрируемых им петель магнитного гистерезиса для последующей обработки на персональном компьютере, включающей з себя учет размагничивающего фактора системы изделие - первичный преобразователь, дифференцирование восстановленной петли, анализ полученной кривой с помощью созданной компьютерной программы. Результатом такой обработки является получение все тех же критических полей и поля наведенной анизотропии либо в цеховых условиях при производстве изделий, либо в полевых при их эксплуатации.

Результаты работы отражены в 34 публикациях. Перечень 20 основных публикаций приведен ниже.

1. Михеев М.Н., Морозова В.М., Вильданова Н.Ф., Гаврилова Л.Д., Захарова Г.Н., Ничипурук А.П., Ремез Н.Б., Сингер К.Е., Чарикова Н.И. О возможности электромагнитного контроля качества закалки и отпуска изделий из стали 38ХС // Дефектоскопия.- 1987.- №11.- С. 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.- С. 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.- С. 81-87.

5. Ничипурук A.IL, 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 180° 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. 2946.

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.

Ю.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 ЗОХГСА 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 ЗОХГСА 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.- С. 3 - 28.

14.Ничипурук А.П., Дегтярев М.В., Горкунов Э.С., Чащухина Т.И., Воронова JI.M., Давыдова JI.C. Микроструктура, механические и магнитные свойства стали Ст.З и стали У8 после циклического деформирования растяжением // Дефектоскопия.- 2001.-№1.- С. 32-37.

15.Ничипурук А.П., Вида Г.В., Шанаурин A.M. 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 мартенсит-но-стареющих сталях // Дефектоскопия.- 2002.- № 7.- С. 52-59.

17. Шанаурин A.M., Векслер А.З., Ничипурук А.П., Бида Г.В., Ватолин С.М. Магнитный структуроскоп СМ-401 // Дефектоскопия.- 2002.- № 6.- С. 4148.

18.Ничипурук А.П., Бида Г.В., Шанаурин A.M., Сташков А.Н. О функциональных возможностях магнитного структуроскопа СМ-401 // Дефект >-скопия.- 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 неразру-шающего контроля качества термоупрочнённых рельсов // Дефектоскопия." 2005.-№ 6.-С. 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). Екат з-ринбург: ИМАШ УрО РАН. - 2005. Электрон, оптич. диск. Статья № П4-6.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ МОЖНО СФОРМУЛИРОВАТЬ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ.

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 вну г-ренних неоднородных напряжений.

2. Экспериментально показано, что при квазистатическом режиме пе-ремагничивания (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 (ь рамках модели) зависимости восприимчивости от перемагничивающего поля и, путем подбора «критических» полей Нш , 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

232 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 расш I-рить 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 перемагничиваня), но и всю петлю в целом. Структуроскоп имеет возможности сохранения ил-формации и передачи ее на персональный компьютер для дальнейшей математической обработки.

233

Заключение

Экспериментальный материал, полученный в данной работе, свидетельствует о том, что параметры гистерезиса, связанные со смещением 90-градусных доменных границ, в силу их непосредственной зависимости от уро з-ня наведенной магнитной анизотропии в металле, которая, в свою очередь, формируется на различных структурных неоднородностях, дает существенную информацию о наличии и распределении последних.

Исследования обратимых процессов смещения 90°-ных доменных границ при помощи предложенных в работе магнитоупругих методик показывают, что обратимая магнитоупругая проницаемость сталей (магнитоупругая чувствительность), измеряемая в присутствии растягивающих образец нагрузок различной величины (от 0 до 0,6стх), дает количественную информацию о средней величине внутренних неоднородных напряжений. Результаты косвенно подтверждены исследованием микроструктуры термообработанных среднеуглеро-дистых и пластически деформированных низкоуглеродистых сталей.

Сложность в технической реализации предложенной магнитоупругой методики оставляет ее лишь средством для лабораторных исследований.

Для ферромагнетиков с трехосной кристаллографической анизотропией разработана модель магнитного гистерезиса. Модель позволяет проводить анализ формы петли магнитного гистерезиса и на основе экспериментально измеренных зависимостей Xd(H) или Pd(H, получать ряд параметров: Н180 (среднее «критическое» поле для 180-градусных доменных границ), Н90 (среднее «критическое» поле для 90-градусных доменных границ), На (поле наведенной магнитной анизотропии). Для случая, когда анизотропия наведена внутренними неоднородными напряжениями, из На можно получить их среднюю величину.

Модель апробирована на ряде конструкционных сталей, подвергнутом различным термическим и деформационным обработкам. Обнаружена достаточно высокая степень корреляции расчетного поля наведенной анизотропии с уровнем внутренних микронапряжений в низкоуглеродистых сталях. Для других классов сталей применение модели позволяет, по сравнению с использова

230 нием отдельных магнитных параметров материала, проводить более детальный анализ изменения структуры и фазового состава сталей, происходящих, например, при их термической обработке.

Для реализации предложенных методик разработан магнитный структу-роскоп СМ-401, позволяющий в режиме использования приставного намагничивающего устройства измерять, записывать и передавать на персональный компьютер для дальнейшей математической обработки петли магнитного гистерезиса материала исследуемых изделий и конструкций.

1. Жукова П.Н., Михеев М.Н. Магнитные свойства хромоникельмолибденовых сталей после различной термической обработки // ЖТФ, 1948. Т. 18. Вып. 2. С. 187-196.

2. Михеев М.Н., Жукова П.Н., Ворошилова А.П. Магнитный контроль качества термической обработки изделий из хромоникельванадиевых сталей // Завод, лаб., 1948. № Ю. С. 1210-1216.

3. Михеев М,Н., Жукова П.Н., Томилов Г.С. Магнитные и электрические свойства легированных сталей после различных термических обработок // Труды ИФМ АН СССР, 1954. Вып. 15. С. 90-102.

4. Михеев М.Н., Кузнецов И.А., Крюкова В.А., Неизвестнов Б.М. Магнитные свойства хромистой стали ШХ15 после различной термической обработки // ФММ, 1956 Т. 3. Вып. 2. С. 229-237.

5. Михеев М.Н., Томилов Г.С. Магнитные, электрические свойства и твердость высокоуглеродистых легированных сталей в закаленном состоянии // ФММ, 1959. Т. 8. Вып. 4. С. 543-556.

6. Кузнецов И.А., Михеев М.Н. Магнитные и электрические свойства хромистых сталей в зависимости от структуры и механических свойств // Магнитные методы дефектоскопии, анализа и измерений. Свердловск, 1959. С. 228252.

7. Кузнецов И.А., Михеев М.Н. Магнитные, электрические и механические свойства высокохромистых сталей после различных термических обработок // ФММ, 1959. Т. 7. Вып. 4. С. 513-526.

8. Михеев М.Н., Морозова В.М., Поморцева Л.В. Магнитные и электрические свойства отожженной и деформированной стали 20 // ФММ, 1963. Т. 15. С. 343-346.

9. Морозова В.М., Михеев М.Н. Магнитные свойства закаленной заэвтектоид-ной стали 9X2 // ФММ, 1963. Т. 15. Вып. 3. С. 347-351.

10. O.Förster F., Stumm W. Messung physikalischer und technologischer Materialeigenschaft mit Hilfe magnetischen und elektromagnetischen Messmethoden // Industrie-Anzeigen, 1974. V. 96. № 31. S. 658 690.

11. Förster F., Stumm W. Application of magnetic and electromagnetic nondestructive test methods fof measuring physical and technological material values // Materials Evaluation, 1975. V. 33. № 1. P. 5 15.

12. Förster F. «The first pieture»: A reviev on the initial steps in the development of eight branchen of nondestructive material testing // Materials Evaluation, 1983. V. 41, № 13. P. 1477-1488.

13. Morgner W. Nondestructive and Damage-Free Thermoelectrical Sort Separation.- Neue Hütte, 1970, h. 10

14. Morgner W. Influence Coefficients during the Contact Measurement of Thermovoltage. Neue Hütte, 1971, h. 6

15. Гельфенбейн A., Дехтяр M. Магнишый метод испытания качества термообработки инструмента из быстрорежущей стали. Завод, лаборатория, 1934, №7, с.626-631.

16. Нифонтов A.B. Магнитный контроль термообработки. Завод, лаборатория, 1935, 4, №8, с.924-930.

17. Нифонтов A.B. Электромагнитные и термоэлектрические методы контроля.- Подшипник, 1937, №3, с.26-29.

18. Петухов Г.А. Магнитный анализ хромомолибденовых труб в цеховых условиях. Завод, лаборатория, 1935, 4, №11, с.1365-1370.

19. Купалова И.К. Магнитный контроль качества закалки и отпуска быстрорежущих сталей // ФММ, 1964. Т. 18. Вып. 1. С. 39-46.

20. Морозова В.М., Михеев М.Н., Захарова Г.Н., Поморцева JI.B. Магнитные и электрические свойства сталей 17ХН2, 20ХЗА, 17НЗМА и цементированных слоев на их основе // Дефектоскопия, 1966. № 5. С. 7-17.

21. Кузнецов И.А., Сомова В.М., Башкиров Ю.П. Магнитные, электрические и механические свойства сталей 45ХН и 45ХНМФА после различных термических обработок // Дефектоскопия, 1972. № 5. С. 13-20.

22. Горкунов Э.С., Михеев М.Н., Дунаев Ф.Н. Магнитные и электрические свойства сталей 18ХНВА, 34ХНЗМ, У9А в зависимости от режима термообработки // Дефектоскопия, 1975. № 3. С. 119-126.

23. Кузнецов И.А., Скрипова Н.И. Магнитные, электрические и механические свойства закаленной и отпущенной стали 65Г // Магнитные, магнитомехани-ческие и электрические свойства ферромагнетиков. Свердловск: Урал, ун-т,1975. С. 31-37.

24. Купалова И.К., Шаповалова Э.Т., Зекцер Г.О. Контроль качестза закалки быстрорежущей стали потенциодинамическим методом // Дефектоскопия,1976. №5,. С. 131-132.

25. Кузнецов И.А., Багров А.И., Родионова Л.Х., Сомова В.М. Магнитные, электрические и механические свойства стали 35СГМ после закалки и отпуска // Дефектоскопия, 1978. № 7. С. 39-45.

26. Кузнецов И.А., Родионова С.С., Царькова Т.П. Магнитные, электрические и механические свойства стали 38Х2МЮА после закалки и отпуска // Новые физические методы и средства контроля промышленных изделий. Минск, 1978. С. 36-41.

27. Михеев М.Н., Сомова В.М., Горкупов Э.С. Неразрушающий магнитный метод контроля качества термической обработки сталей 30ХН2МФА и 40Х // Дефектоскопия, 1979. № 10. С. 47-53.

28. Михеев М.Н., Сомова В.М., Горкунов Э.С. Магнитный контроль качества термической обработки изделий из конструкционных сталей 45 и 50 // Дефектоскопия, 1980. № 7. С. 22-28.

29. Михеев М.Н., Морозова В.М., Носкова Н.И. и др. Структура и физико-механические свойства сталей. Свердловск: ИФМ УНЦ АН СССР, 1981. ' 2 с. (Препринт).

30. Кузнецов И.А., Немков B.JL, Прохорова Е.Б. Магнитные, электрические свойства и твердость быстрорежущих сталей Р6МЗ и Р6М5 после различных термических обработок// Дефектоскопия, 1981. № 8. С. 27-33.

31. Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Магнитные методы структурного анализа и не-разрушающего контроля. М.: Наука, 1993. 252 с.

32. Бида Г.В., Царькова Т.П., Костин В.Н., Сомова В.М. Неразрушающий магнитный контроль качества закаленных и отпущенных деталей из стали 40Х // Дефектоскопия, 1990, № 2, с. 68-72.

33. Кузнецов И.А., Магомадова Е.А., Родионова С.С. К вопросу определения количества остаточного аустенита в быстрорежущей стали Р6М5 магнитным методом // Дефектоскопия, 1990. № 10. С. 37-46.

34. Förster F. Zizelmann G. Die schnelle zerstörugsfreie Bestimmung der Blechari-sotropie mit dem restpunktpolverfahren. Ztschr. Metallk. 1955, 45, N 4, s. 245249.

35. Förster F., Zizelmann G. Qualitätssortierung von Blechen mit elektrischen und magnetischen verfahren. Blech. 195 4, N1, s. 6-11.

36. Förster F. Die magnetische und electromagnetische Sortentrennung von stahlhalo-zeug und massenteilen. Arch. Eisenhüttenw, 1954, 25, s. 383-392.

37. Förster F. Neue verfahren der Qualitätskontrolle unter besonderer bercksichtigung ihrer automatisierung. Techn. Mitt., 1957, 50.

38. Янус Р.И. К теории индукционных воспринимающих элементов с феррон i-сыщенными сердечниками для коэрцитиметров. Труды УФАН СССР, 1954, вып. 15, с. 76-89.

39. Мак Мастер Р. Неразрушающие испытания: Справочник. М.; Л.: Энергия^ 1965, кн. 2, 492 с.

40. Kersten M. Grundlagen einer Theorie der ferromagnetischen Hysterese und der Koerzitivkraft (Dokt.diss.). -Leipzig: Hirzel, 1943. -56s.

41. Kersten M. Zur Theorie der ferromagnetischen Hysterese und der Anfangsper-meabilitet. -Phis. Zs, 1943, 44, № 3/4, p. 63-77.

42. Кондорский Е.И. К вопросу о природе коэрцитивной силы и необратимых изменений при намагничивании. ЖЭТФ, 1937, № 9-10, с. 1117-1131.

43. Кондорский Е.И. О гистерезисе ферромагнетиков. ЖЭТФ, 1940, № 10, с.420-440.

44. Кондорский Е.И. К теории коэрцитивной силы мягких сталей. ДАН СССР,1949, 64, № 1, с. 37-40.

45. Neel L. Effect des Cavités et des Inclusions sur le camp Coercitiv. Cahiers de Physigue, 1944, № 25, p. 21-44.

46. Neel L. Bases d'une nouvelle theorie generale du champ coercitiv. Ann.Univ. Grenoble, 1946, 22, p. 299-343.

47. Neel L. Nouvelle theorie du champ coercitiv. -Physica, 1949, 15, № 1-2, p. 225234.

48. Dijkstra I.J., Wert С. Effect of inclusion on coercive force of iron. Phys.Rev.,1950, 79, №6, p. 979-985.51 .Вицена Ф. По поводу связи коэрцитивной силы ферромагнетиков с внутренним напряжением. Чехосл. физ. журн., 1954, № 4, с. 419-438.

49. Вицена Ф. О влиянии дислокаций на коэрцитивную силу ферромагнетиков. -Чехосл. физ. журн., 1955, № 4, с. 480-501

50. Pfeffer К.-H. Zur Theorie der Koerzitivfeldstarke und Anfangssuszeptiblitflt. -Phys. Stat. Soi. 1967, 21, Nr 2, p. 857-872.

51. Гудинаф Д. Теория возникновения областей самопроизвольной намагниченности и коэрцитивной силы в поликристаллических ферромагнетиках. В сб.: Магнитная структура ферромагнетиков. -М.: ИИЛ. 1959, с. 29-57.

52. Mager A. Über den Einfluss der Korngrosse auf die Koerzitivkraft. Ann. d. Phys, 1952,11,№1,р.15-16.

53. Träuble H. Magnetisierungskurve und magnetische Hysterese ferromagnetischer Einkristalle. In: Moderne Probleme der Metallphysik, 2, Ed. A. Seeger. Springer-Verlag: Berlin-Heidelberg-New-York, 1966, pp. 157-475.

54. Malek Z. Die Abhängigkeit der Koerzitivkraft von der plastischen Deformation. -Czech. J. of Physics, 1957, 7, № 2, p. 152-168.

55. Malek Z. A study of the Influence of Dislokations on Some of the Magnetic Properties of Permalloy Alloy. Czechosl. Journ. Phys., 1959, № 9, s. 613-626.

56. Kroupa F., Malek Z. Der Einfluss der plastischen Verformung durch Kaltwalzen auf die Koerzitivkraft. Czechosl. Journ. Phys., 1959, № 9, s. 627-637.

57. Siemers D., Nembach E. Hardening of ferromagnets by non-magnetic inclusions. Acta Met., 1979, 27, № 2, p. 321-234.

58. Иванов C.B., Куркин М.И., Николаев B.B. К теории коэрцитивной силы ферромагнетиков. ФММ, 1990, № 9, с. 53-57.

59. Николаев В.В., Куркин М.И., Иванов С.В. Особенности процесса отрыва доменных границ ог немагнитных включений в ферромагнетиках (осесиммет-ричная модель). ФММ, 1991, № 9, с. 39-43.

60. Киттель Ч. Физическая теория ферромагнитных областей самопроизвольной намагниченности. В сб.: Физика магнитных областей. М.: Иностр. лит., 1951, с.20-116.

61. Натапов Б.С., Фалькевич Э.С. Об определении механических свойств стали для глубокой вытяжки по значениям коэрцитивной силы. Заводская лаборатория, 1958, № 8, с. 1013-1014.

62. Кохман Л.В., Михеев М.Н. Электромагнитный контроль механических свойств труб из углеродистых сталей. Дефектоскопия, 1969, № с. 91-96.

63. Тимошенко H.H. Разработка и внедрение методов неразрушающего контроля качества. Сталь, 1974, № 6, с. 542-544.

64. Григорян Г.В., Мулько Г.Н. Определение механических свойств толстолистового проката стали 17Г1С. Дефектоскопия, 1976, № 1, с. 77-80.

65. Тимошенко H.H., Бочков Г.Н., Алымов A.A. и др. Неразрушающий контроль механических свойств горячекатаной полосы магнитным методом. Заводская лаборатория, 1976, № 8, с. 979-980.

66. Тимошенко H.H., Айсин Р.Г., Бондаренко В.А. и др. Магнитный метод контроля свойств арматурной стали. Сталь, 1977, № 7, с. 661-663.

67. Аронсон Э.В., Бида Г.В., Камардая В.М., Михеев М.Н., Понер Д.М. Магнитный контроль механических свойств толстолистового проката из сталей 20к и 09Г2. Дефектоскопия, 1977, № 2, с. 121-124.

68. Аронсон Э.В., Бида Г.В., Камардин В.М., Михеев М.Н. Магнитный контроль механических свойств крупносортового проката. Дефектоскопия, 1977, №2, с. 125-127.

69. Ковригин A.A., Деменьтьева Н.Г., Черданцева Л.Г. Магнитный метод неразрушающего контроля механических свойств листовой стали 16ГС. Заводская лаборатория, 1978, № 8, с. 991-992.

70. Чеснов H.A., Пятунин Г.А., Славов В.И., Лукина A.A. Неразрушающий и статистический контроль механических свойств сортового проката. Сталь, 1980, № 8, с. 728-729.

71. Бурганова В.А., Халилеев П.А., Кохман Л.В. и др. О возможности электромагнитного контроля микроструктуры и механических свойств холодноде-формированных труб из стали 12Х1МФ. Дефектоскопия, 1971, № 5, с. 5 i-56.

72. Бурганова В.А., Кохман JI.B. и др. Электромагнитный контроль микроструктуры и механических свойств холоднодеформированных труб из стали марки 12Х2МФСР. Дефектоскопия, 1974, № 4, с. 73-79.

73. Царькова Т.П., Почуев Н.Д., Бида Г.В. Магнитный контроль механических свойств котельных труб. В сб.: Современные методы неразрушающего контроля и вопросы его метрологического обеспечения. Свердловск: ИФМ УНЦ АН СССР, 1980, с. 15-16.

74. Мельгуй М.А., Востриков A.A., Зборовский A.A. Контроль механических свойств листового проката сталей магнитным методом. Дефектоскопия, 1971, №3, с. 131-133.

75. Мельгуй М.А., Тимошенко H.H. и др. Неразрушающий магнитный контроль малоуглеродистой холоднокатаной полосы и ленты. Заводская лаборат > рия, 1977, №5, с.581-583.

76. Мельгуй М.А., Шидловская Э.А., Востриков A.A. и др. Неразрушающий контроль механических свойств сталей для глубокой штамповки. Сталь, 1977, № 2, с. 167-170.

77. Мельгуй М.А., Шидловская Э.А., Оленович Т.В. и др. Контроль механических свойств среднеуглеродистых листовых сталей в состоянии поставки. Дефектоскопия. 1980, № 5, с. 60-64.

78. Мельгуй М.А., Иванов Ф.Д., Матюк В.Ф. и др. Контроль механичнских свойств листового проката марганцовистой стали импульсно-локальным м з-тодом. Дефектоскопия, 1980, № 3; с. 78-82.

79. Зацепин H.H., Пятунин Г.А., Славов В.И. и др. Неразрушающий контроль механических свойств сортового проката прибором КАП-1. Дефектоскопия, 1981, № 3, с.27-32.

80. Мельгуй М.А., Иванов Ф.Д., Шидловская Э.А. и др. Контроль механических свойств лонжеронной горячекатаной полосы из стали ЗОТ. Дефектоскопия, 1980, № 6, с. 5-9.

81. Мельгуй М.А., Матюк В.Ф., Крутикова JI.A. и др. Контроль горячекатаного проката сталей Зсп и 1 Осп с помощью приборов типа ИМА-5А. Заводская лаборатория, 1988, № 4, с. 65-68.

82. Мельгуй М.А. Импульсный магнитный анализатор ИМА-2А. В сб.: Нераз-рушающие методы и средства контроля и их применение в промышленности. Минск: Наука и техника, 1973, с. 98-103.

83. Аронсон Э.В., Вида Г.В., Камардин В.М., Михеев М.Н., Самохвалова JI.3. О возможности неразрушающего контроля ударной вязкости проката из малоуглеродистых и низколегированных сталей. Дефектоскопия, 1978, № 6, с. 66-72.

84. Аронсон Э.В., Вида Г.В., Камардин В.М., Михеев М.Н., Самохвалова JI.3., Царькова Т.П. К исследованию возможности неразрушающего контроля ударной вязкости проката из малоуглеродистых и низколегированных сталей. Дефектоскопия, 1980, № 5, с. 48-59.

85. Михеев М.Н., Камардин В.М., Вида Г.В., Аронсон Э.В., Лившиц A.A. Маг-нитохимический метод оценки склонности проката из малоуглеродистых и низколегированных сталей к хрупкому разрушению. Дефектоскопия, 1982, № 5, с. 74-77.

86. Михеев М.Н., Камардин В.М., Вида Г.В., Аронсон Э.В. Объединение методов неразрушающего контроля и статистического прогнозирования механических свойств стального проката. Дефектоскопия, 1985, № 5, с. 45-48.

87. Камардин В.М., Вида Г.В., Самохвалова JI.3. О характере корреляционной связи между ударной вязкостью малоуглеродистых и низколегированных сталей с коэрцитивной силой. Дефектоскопия, 1989, № 1, с. 23-27.

88. Камардин В.М., Вида Г.В. Влияние технологии прокатки на характер связи механических свойств сталей 09Г2, 20К, СтЗсп с коэрцитивной силой. Деп. № 235-В88. - М. ВИНИТИ, 1987. - 38 с.

89. Аронсон Э.В., Вида Г.В., Камардин В.М., Михеев М.Н., Понер Д.М. Влич-ние температуры конца прокатки и степени обжатия на механические свойства и коэрцитивную силу стали Зсп. Дефектоскопия, 1977, № 4, с. 99-104.

90. Вида Г.В., Горкунов Э.С., Шевнин В.М. Магнитный контроль механических свойств проката. Екатеринбург: УрО РАН, 2002, 252 с.

91. Вида Г.В., Камардин В.М. Неразрушающий контроль вязких свойств проката. Дефектоскопия, 1991, № 7, с. 10-21.

92. Вида Г.В. Неразрушающий контроль механических свойств стального проката. (Обзор). I. Контроль прочностных и пластических свойств. Дефектоскопия, 2005, № 5, с. 39-53.

93. Бида Г.В. Неразрушающий контроль механических свойств стального проката. (Обзор). 2. Контроль вязких свойств. Дефектоскопия, 2005, № 5, с. 54-76.

94. Михеев М.Н. Магнитный метод контроля толщины закалённых, цементированных, азотированных и обезуглероженных слоёв на стальных изделиях. -Изв. АН СССР (ОТН), 1943, № 5-6, с. 53-68.

95. Михеев М.Н. Магнитные свойства цементированных и азотированных сталей. ЖТФ, 1945,15, № 9, с.672-680.

96. Михеев М.Н. Магнитный контроль качества термической и термохимической обработки стальных изделий при помощи коэрцитиметра с приставными электромагнитами. Тр. Ин-та физики металлов УФ АН СССР, 1949, вып. 12, с. 157-191.

97. Mikheev M.N. Magnetic testing of the depth of the decarbonized and quenched surface layers in steel articles. Reprinted by the proceedings of the third international conference on nondestructive testing, Tokyo & Osaca-March, 1960, p. 713719.

98. Вида Г.В., Еремин Ю.И., Костин B.H., Михайлова A.A., Царькова Т.П. Опыт применения магнитного метода контроля качества закаленных с нагрева ТВЧ слоев на автомобильных деталях. Деп. № 1883-В90. - Свердловск, 1990, 18 с.

99. Михеев М.Н., Зимнев П.И., Милославский К.Е. Контроль при помощи коэрцитиметра глубины цементации и качества термообработки. (Уральскийфилиал АН СССР Кировский завод). - Вестник машиностроения, 6-7, 1945, с. 70.

100. Бабаев М.А., Рынский Г.М., Атакишев Т.С. Магнитный контроль твёрдости и глубины цементированного слоя лап и шорошек буровых долот. Научно-технический журнал Госплана Азерб. ССР, 1967, № 9, с. 22-23.

101. Морозова В.М., Михеев М.Н., Сурин Г.В., Поморцева JI.B. Магнитный контроль глубины и твердости цементированного слоя деталей долот. Дефектоскопия, 1969, № 1, с. 29-32.

102. Кузнецов И.А., Сомова В.М., Скрипова Н.М. Магнитные, электрические и механические свойства стали 12ХНЗА и её цементированных слоёв. Дефектоскопия, 1974, № 4, с. 110-116.

103. Литвиненко Б.Я. О некоторых применениях коэрцитиметра для контроля деталей и материалов. Там же, с. 209-211.

104. Михеев М.Н., Горкунов Э.С., Востротина Т.И. Контроль качества термообработки изделий, закаливаемых с помощью токов высокой частоты. Дефектоскопия, 1976, № 1, с. 66-70.

105. Михеев М.Н., Бида Г.В., Костин В.Н., Михайлова А.А, Каюкова Т.Н. Контроль глубины и твердости закаленных после нагрева ТВЧ слоев на шейках коленчатого вала автомобиля. Дефектоскопия, 1985, № 8, с. 12-17.

106. Бида Г.В., Ничипурук А.П. Коэрцитимегрия в неразрушающем контроле. Дефектоскопия, 2000, № 10, с. 3 - 28.

107. Кузнецов И.А. О применении коэрцитиметров при контроле толщины поверхностного закалённого слоя. Дефектоскопия, 1979, № 2, с. 2-58.

108. Кузнецов H.A., Михеев М.Н. Контроль твёрдости опорных валков трактора из стали 45 при помощи полуавтоматического коэрцитиметра. В сб.: Физика магнитных явлений, УрГУ, 1964, с. 166-173.

109. Власенко В.П., Зикеев Г.С., Наугольнов Ю.А., Пикалова Л.И., Сластинин С.Б. Коэрцитиметрический контроль качества закалки токами высокой чистоты коронной шестерни трактора. Дефектоскопия, № 1, 1974, с. 118-120.

110. Бида Г.В., Михеев М.Н., Костин В.Н. Определение размеров приставного электромагнита, предназначенного для неразрушающего контроля глубины и твёрдости поверхностно-упрочнённых слоев. Дефектоскопия, 1984, № 8, с. 10-16.

111. Михеев М.Н., Бида Г.В., Ригмант М.Б., Кубачек В.В., Тихонова Л.А. Магнитный контроль качества поверхностной закалки зубьев крупногабаритных шестерен. Дефектоскопия, 1982, № 2, с. 16-19.

112. Михеев М.Н., Морозова В.М., Томилов Г.С., Титоров Б.Д., Боченков Б.С. Магнитный контроль глубины активного закалённого слоя валков холодной прокатки. Заводская лаборатория, 1956, 22, № 1, с. 52-54.

113. Михеев М.Н., Морозова В.М. Сурин Г.В., Боченков B.C. Определение глубины активного закалённого слоя и количества остаточного аустенита в поверхностном слое валков холодной прокатки. Заводская лаборатория, 1963, № 12, с. 1459-1460.

114. Михеев М.Н., Морозова В.М., Сачавский А.Ф., Титоров Б.Д., Бочёнков B.C. Магнитный контроль глубины активного закалённого слоя валков холодной прокатки, закаливаемых токами промышленной частоты. Там же, с.171-180.

115. Михеев М.Н., Морозова В.М., Бочёнков B.C., Ремез Н.В., Сурин Г.А Магнитный контроль качества термической обработки прокатных валков для станов холодной прокатки. Дефектоскопия, 1969, № 4, с. 123-131.

116. Шиф И.М., Неизвестнов Б.М. Магнитный контроль упрочнения поверхностного пластически деформированного слоя стальных деталей. Дефектоскопия, 1965, № 6, с. 27-35.

117. Михеев М.Н., Морозова М.Н., Неизвестнов Б.М., Сурин Г.В. Коэрцити-метры с приставными электромагнитами // Дефектоскопия, 1969. № 2. С. 131-133.

118. Халилеев П.А. Определение магнитных свойств в отдельных участках очень крупных изделий. ЖТФ, 1938, т. VIII, вып. 24, с. 2118-2125.

119. Янус Р.И., Фридман JI.A., Дрожжина В.И. О чувствительности феррозон-довых коэрцитиметров. ФММ, т. 1, вып. 1, 1955, с. 118-123.

120. Янус Р.И., Фридман JI.A., Дрожжина В.И. Быстрый метод контроля коэрцитивной силы листового электротехнического железа. Заводская лаборатория, 1955, № 10, с. 1193-1197.

121. Михеев М.Н. Автоматический коэрцитиметр для контроля качества термической и химико-термической обработки стальных изделий // Заводскчя лаборатория, 1949. № 2. С. 173-176.

122. Михеев М.Н., Неизвестнов Б.М., Францевич В.М., Сурин Г.В. Прибор для автоматического контроля качества термообработки // Дефектоскопия, 1965. № 2. С. 89-90.

123. Бида Г.В., Михеев М.Н., Неизвестнов Б.М. Прибор для контроля качества термической и химико-термической обработки стальных и чугунных изделий по кажущейся остаточной намагниченности // Дефектоскопия, 1974. № 6. С. 103-104.

124. Бида Г.В., Михеев М.Н. Коэрцитиметр с переносной индикаторной системой // Дефектоскопия, 1976. № 5. С. 118-119.

125. A.c. (СССР) № 855572 / Бида Г.В., Михеев М.Н., Сурин Г.В. Феррозондо-вый коэрцитиметр. Опубл. В БИ, 1981, № 30.

126. Горкунов Э.С., Кузьминых В.П., Антонов A.B. Релаксационный коэрцитиметр РК-2 для магнитного контроля качества термической обработки стальных изделий // Дефектоскопия, 1985 . № 9. С. 57-61.

127. Костин В.Н., Бида Г.В. Магнитный структуроскоп МС-2 // Дефектоскопия, 1989. № 2. С. 21-24.

128. Forster F. Ein Betriebsgerat zur schnellenn und genauen Messung der Koen i-tivkraft sowie ihrer Temperaturabhgigkeit. Ztschr. Metalk., 1955, Bd. 46, № 4, s. 297-302.

129. Forster F. Die schnelle und genaue Messung der Koerzitivkraft. 2. Arch. techn. Messen., 1957, № 225, s. 87-90.

130. Прибор для определения физико-механических свойств материалов и изделий фирмы "Forster". Машины и приборы для измерения механических величин: Новые приборы неразрушащих испытаний: Экспресс-информ. М., 1978, т. 7, № 5, с. 4-5.

131. Koerzimat R. 1.095. Prospect. Institut Dr.Forster.

132. Фридман JI.А., Анкудинова В.П. Автокомпенсационный коэрцитиметр на основе магнитного усилителя. — Заводская лаборатория, 1956, № 9, с. 11081110.

133. Эльгард A.M. Автоматический коэрцитиметр с ферродатчиком для контроля качества термической обработки стальных деталей. Заводская лабэ-ратория, 1959, т. 25, № 10, с. 1256-1258.

134. Савиковский JI.A. Приборы для контроля качества термической обработки. Электромагнитные методы контроля качества материалов, полуфабрикатов и деталей. Материалы семинара, сб. 2, М., 1965, с. 58-65.

135. Францевич В.М. К расчету автокомпенсационного коэрцитиметра. -Об электромагнитных методах контроля качества изделий. Тр. ИФМ АН СССР, вып. 24, Свердловск, Сред.-Ур. кн. изд., 1965, с. 131-133.

136. Пузанчиков A.B. Автоматический коэрцитиметр с отрицательной обратной связью. Измерительная техника, 1966, № 8, с. 87-88.

137. Пузанчиков A.B. Электромагнитный твердомер импульсного намагничивания. Заводская лаборатория, 1966, № 9, с. 1148.

138. Францевич В.М., Барабаш Ю.И., Мильман Т.В. Феррозондовый коэрцитиметр для контроля качества термообработки. Дефектоскопия, 1966, № 5, с. 102-106.

139. Францевич В.М., Колташев Ю.А. Коэрцитиметр-автомат для контроля качества термообработки и измерения коэрцитивной силы. — Дефектоскопия, 1966, №6, с. 69-71.

140. Фридман JI.A., Францевич В.М. Табачник В.П. К работе ферродатчика в приставном коэрцитиметре. Дефекгоскопия, 1967, № 1, с. 71-77.

141. Макаров Г.Н., Бузынюк В.Г. Феррозондовый коэрцитиметр. A.c. СССР №241520,1969.

142. Францевич В.М. Автоматическое измерение коэрцитивной силы в цель^х листах электротехнической стали. Дефектоскопия, 1969, № 3, с. 129-131.

143. Захаров В.А., Михеев М.Н., Францевич В.М. Феррозондовый коэрцити-метр с приставным электромагнитом и компенсационной обмоткой. Дефектоскопия, 1970, № 5, с. 88-95.

144. Макаров Г.Н. Автокомпенсационный феррозондовый коэрцитиметр периодического действия с цифровым отсчетом. Неразрушающий контроль электромагнитными методами. Матер, конф., Сб. 2, М., 1971, с. 3-6.

145. Михеев М.Н., Табачник В.П., Фридман Л.А., Чернова Г.С. Феррозондовый коэрцитиметр новой конструкции. Дефектоскопия, 1973, № 6, с. 122124.

146. Власенко В.П., Наугольнов Ю.А., Сластинин С.Б. Автоматический феррозондовый коэрцитиметр ФК-10М. Дефектоскопия, 1974, № 3, с. 131-134.

147. Захаров В.А., Францевич В.М., Деордиев Г.И., Казинский В.П. Приставной феррозондовый коэрцитиметр на бесконтактных элементах. Дефектоскопия, 1974, № 3, с. 113-116.

148. Михеев М.Н. Неразрушающие методы контроля качества материалов и готовых изделий. Вестник АН СССР, 1974, № 1, с. 51-58.

149. Кохман Л.В., Гонаков В.И. Коэрцитиметр КИФМ-1 с автоматическим измерением размагничивающего тока. Дефектоскопия, 1979, № 6, с. 101-104.

150. Кузнецов И.А., Шепелев Е.В., Мартынов Ю.А., Пудов A.M. Феррозондовый коэрцитиметр для контроля качества изделий с переменными геометрическими размерами. Дефектоскопия, 1979, № 4, с. 83-93.

151. Нуриев Ф.Н. Способ измерения коэрцитивной силы. A.c. СССР № 789940, 1980.

152. Эльгард A.M. Дифференциальный коэрцитиметр для контроля твердости стальных деталей. Заводская лаборатория, 1956, т.22, №5, с.592-594.

153. Кожевников Г.И. Магнитный контроль твердости рельсов после закалки. В кн.: Неразрушающие методы контроля материалов и изделий. М.: ОНТИприбор, 1964, с. 295-307.

154. Захаров В.А., Бараз Э.М., Францевич В.М. Приставное магнитное устройство коэрцитиметра. Дефектоскопия, 1977, № 1, с. 48-53.

155. Захаров В.А., Бараз Э.М., Францевич В.М. Полуавтоматический цифровой коэрцитиметр КИФМ-3. Дефектоскопия, 1977, № 3, с. 132-133.

156. Захаров В.А., Шкарпеткин В.В. Приставное устройство коэрцитиметра. -A.c. СССР, № 1205089, 1986.

157. Михеев М.Н., Морозова В.М., Морозов А.П., Неизвестнов Б.М., Сурин Г.В., Захарова Г.Н. Коэрцитиметрические методы контроля качества термических и химико-термических обработок стальных и чугунных изделий // Дефектоскопия, 1978. № 1. С. 14-22.

158. Михеев М.Н. Об оптимальных размерах приставного электромагнита коэрцитиметра для контроля качества термической и химико-термической обработок стальных и чугунных изделий // ФММ, 1957. Т. 5. Вып. 1. С. 44-52.

159. Бида Г.В. О глубине намагничивания массивных изделий приставным электромагнитом и глубине контроля эксплутационных свойств // Дефектоскопия, 1999. № 9. С. 70-81.

160. A.c. № 469107 (СССР). Бида Г.В., Михеев М.Н. Феррозондовый коэрцитиметр. Опубл. В БИ, 1975, № 16.

161. Шанаурин A.M., Векслер А.З., Ничипурук А.П., Бида Г.В., Ватолин С.М. Магнитный структуроскоп СМ-401 // Дефектоскопия. 2002. № 6. С. 41-48.

162. Ничипурук А.П., Бида Г.В., Шанаурин A.M., Сташков А.Н. О функциональных возможностях магнитного структуроскопа СМ-401 // Дефектоскопия. 2003. № 1.С. 3-12.

163. Каталог приборов института Ферстера.

164. Михеев М.Н., Горкунов Э.С., Дунаев Ф.Н. Неразрушающий магнитный контроль закалённых и отпущенных изделий из низколегированных и простых углеродистых сталей. Дефектоскопия, 1977, № 6, с. 7 - 18.

165. Вида Г.В., Царькова Т.П., Михеев М.Н. Исследование работы датчика прибора для контроля качества высокотемпературного отпуска стальных изделий. Дефектоскопия, 1981, № 7, с. 5 - 12.

166. Царькова Т.П., Вида Г.В., Михеев М.Н., Горкунов Э.С. О магнитном методе контроля качества высокотемпературного отпуска конструкционных простых и низколегированных сталей. Дефектоскопия, 1981, № 3, с. 14 -17.

167. Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Способ контроля качества изделий из ферромагнитных материалов. A.c. №429329 (СССР), Бюл. изобр., 1974, №19, с. 131.

168. Михеев М.Н., Вида Г.В. Способ измерения параметров ферромагнитных материалов. A.c. №838622 (СССР), Бюл. изобр., 1981, №22, с. 217-218.

169. Бида Г.В., Сажина Е.Ю. Магнитный контроль мартенситно-стареющей стали Hl 8К9М5Т // ТД и НК, 1991. № 2. С. 38-42.

170. Бида Г.В., Царькова Т.П., Костин В.Н., Сажина Е.Ю. Использование релаксационных магнитных свойств для неразрушающего контроля закаленных и отпущенных сталей // Дефектоскопия, 1991. № 12. С. 39-44.

171. Бида Г.В., Сажина Е.Ю., Почуев Н.Д., Царькова Т.П., Нестерова О.В. Исследование возможности контроля механических свойств труб нефтяного сортамента неразрушающим методом // Дефектоскопия, 1995. № 2. С. 82-88.

172. Бида Г.В., Камардин В.М., Царькова Т.П., Сажина Е.Ю. Повышение информативности магнитных методов контроля структуры и механических свойств изделий // Дефектоскопия, 1995. № 12. С. 17-27.

173. Бида Г.В., Сажина Е.Ю., Царькова Т.П. Магнитные свойства и возможности неразрушающего контроля закаленных и отпущенных высокохромистых сталей // Дефектоскопия, 1996. № 8. С. 21-29.

174. Михеев М.Н., Вида Г.В., Царькова Т.П., Костин В.Н. Исследования режимов перемагничивания при контроле качества закалённых и отпущенных изделий по величине остаточной магнитной индукции. Дефектоскопия, 1982, № 8, с. 69 - 79.

175. Бида Г.В., Царькова Т.П., Сажина Е.Ю. О выборе режима перемагничивания при неразрушающем контроле качества отпущенных деталей по вт > ричной остаточной магнитной индукции. Дефектоскопия, 1994, № 3, с. 2631.

176. Бида Г.В., Ничипурук А.П. Магнитные свойства термообработанных сталей. 4.1. Атлас свойств. 4.2. Справочник. УрО РАН, г. Екатеринбург, 2005. 218 с.

177. Бида Г.В. Магнитные свойства термоупрочнёнкых сталей и неразрушаю-щий контроль их качества. М.: Маршрут, 2006. - 304 с.

178. Бида Г.В. Магнитные характеристики тела параметры неразрушающего контроля качества отпуска закалённых изделий. - Дефектоскопия, 2002, .4° 6, с. 19-33.

179. Аркадьев В.К. Электромагнитные процессы в металлах, ч. 1. JL: ОНТИ, 1934.-231 с.

180. Бида Г.В., Сташков А.Н. Комплексное использование магнитных свойств сталей при неразрушающем контроле качества термообработанных деталей. Дефектоскопия, 2003, № 4, с. 67-74

181. Бида Г.В., Камардин В.М., Тартачная М.В. Исследование возможности неразрушающего магнитного контроля механических свойств термоупроч-нённых рельсов. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 1993, № 4 с. 42-46.

182. 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, с. 75-89.

183. Бида Г.В., Почуев H.Д., Сташког А.Н. Неразрушающий контроль качества труб нефтяного сортамента Дефектоскопия, 2002, № 10, с. 14-29

184. Бида Г.В. Об использовании обобщённых магнитных параметров в магнитном структурном анализе и неразрушающем контроле. Дефектоскопия, 2004, № 7, с. 62-76.

185. Михеев М.Н., Томилов Г.С., Помухин М.Ф., Рзянкин К.Г., Уткина В.А. Магнитный контроль закалки и отпуска деталей шариковых и роликовых подшипников. Заводская лаборатория, 1956, т. 22, № 5, с.549-555.

186. Михеев М.Н., Сурин Г.В., Томилов Г.С. Дифференциальный магнитный прибор для контроля качества термической обработки. Заводская лаборатория, 1960, т. 26, № 11, с. 1306-1308.

187. Михеев М.Н., Неизвестнов Б.М., Бида Г.В., Сурин Г.В., Морозова В.М. Магнитный контроль качества термической обработки деталей крупногаб и-ритных подшипников. Дефектоскопия, 1977, № 4, с. 140-143.

188. Михеев М.Н., Бида Г.В., Неизвестнов Б.М., Боброва C.B., Чепуштанова В.В. Применение магнитного дифференциального структуроскопа ДМС-2 для контроля качества стальных изделий. Дефектоскопия, 1984, № 3, с. 7174.

189. Бида Г.В. Дифференциальный магнитный метод неразрушающего контроля и фазового анализа. Дефектоскопия, 2002, № 1, с. 26-43.

190. Леньков C.B., Ломаев Г.В. К статистической теории смещения доменных границ и скачков намагниченности. ФММ, 1979, 47, № 3, с. 511-515.

191. Пустынников В.Г., Васильев В.М. Влияние упругой и пластической деформации стальных образцов на спектр магнитных шумов. Дефектоскопия, 1973, № 5, с. 126-129.

192. Tiitto Seppo. On the influence of microstructure on magnetization transitions in steel. "Actapolytechn.scand.Appl.Phys.Ser.", 1977, № 119, 80pp.

193. Васильев В.М Устройство для магнитошумовой стуктуроскопии ферромагнитных материалов. (Ростов. На Дону ин-т с.-х. машиностр.). Авт. св.

194. СССР, кл. G Ol N 27/86, № 658463, заявл. 15.07.76, № 2386274, опубл. 28.04.79.

195. Москвин В.Н. Устройство для магнитошумовой структурометрии. Авг. св. СССР, кл. G 01 N 27/80, № 67G399, заявл. 12.12.77, № 2553659, опубл. 5.08.79.

196. Preisach. Über die magnetische Nachwirkung. "Zeitschrift für Physik", 1935, 94 Band, Heft 5, pp. 277-302.

197. Biorci G., Pescetti D. Some consequences of the analytical theory of the ferromagnetic hysteresis. Le journal de physique et le radium, 1959, tome 20, pp. 233-236.

198. Biorci G., Ferro A. Hysteresis losses along open transformations. Le journal de physique et le radium, 1959, tome 20, pp. 237-240.

199. Widmann D. Die begrenzte Gültigkeit des Preisachschen Modells und ihre Ursachen. Zeitschrift für Physik, 1966, 20 Band, Heft 6, pp. 516-521.

200. Okumura К., Kishima A. Digital Simulation of Hysteretic Loop by Preisach Diagram. Kyoto University. Faculty of Engineering Memoirs, 1982, 44, №2, pp. 257-265.

201. Михеев M.H., Морозова В.М. и др. О возможности электромагнитного контроля качества закалки и отпуска изделий из стали 38XC. Дефектоскопия, 1987, № 11, с. 38-44.

202. Горкунов Э.С., Сомова В.М., Булдакова Н.Б. Сопоставление обратимых и необратимых процессов при намагничивании и перемагничивании термически обработанных сталей. Дефектоскопия, 1988, № 2, с. 51-58.

203. Вонсовский С.В., Шур Я.С. Ферромагнетизм. М. - Л.: ОГИЗ, 1948. - 816 с.

204. Лысак Л.И. Анализ напряжений второго рода а-фазы закаленной и отпущенной стали. Изв. АН СССР, сер. физ., 1956, 20, № 6, с. 624-630.

205. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения. М.: Мир, 1987. - 420 с.

206. Неель JT. Влияние пустот и включений на коэрцитивную силу. В ю:.: Физика ферромагнитных областей. - М.: ИИЛ, 1951, с. 215-239.

207. Kersten М. Über die Bedeutung der Versetzungsdichte für die Theorie der Koerzitivkraft rekristallisierter Werkstoffe. Zs. Angew. Phys., 1956, 8, S. 496502.

208. Тройбле F., Зегер А. Влияние дефектов кристаллической решетки на процессы намагничивания в ферромагнитных монокристаллах. Бергер Р., Крон-мюллер Г. Пластическая деформация монокристаллов. М.: Мкр, 1969, с. 201-264.

209. Taylor R.A., Jakubovics J.P., Astie В., Degauque J. Direct observation of tlie interaction between magnetic domain walls and dislocations in iron. -JMMM., 1983, 31, p. 970-972.

210. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскодия в металловедении. -М.: Металлургия, 1973. 583 с.

211. 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, с. 68-75.

212. Schneider C.S., Semcken Е.А. Vibration induced magnetization. J. Appl. Phys., 1981, 52, № 3, Pt. II, p. 2425-2427.

213. Schneider C.S., Richardson J.M. Biaxial magnetoelasticity in steels. J. Appl. Phys., 1982, 53, № 11, p. 8136-8138.

214. Brown W.F. Influence of fields and stress on magnetization changes. Phys. Rev., 1949, 75, p. 147-158.

215. Sestak В., Seeger A. Gleitung und Verfestigung in Kubichraumzentriler-metallen und Legierungen. Zs. Metallkunde, 1978, Bd. 69, № 4, S. 195-202; № 4, S. 274-283; № 6, S. 355-363; № 7, S. 425-432.

216. Носкова Н.И. Структура дислокаций и дислокационный механизм пластической деформации монокристаллов твердых растворов ОЦК металлов. -В сб.: Фазовые превращения и структура металлов и сплавов. Свердловск: АН СССР УНЦ, 1982, с. 63-70.

217. Злепко В.Ф., Крутасова Е.И., Болотов Г.А., Новицкая Г.М. Повреждение металла паропроводных труб из стали 12Х1МФ в условиях ползучести. -Электрические станции, 1974, №1, с. 19-22.

218. Болотов Г.А., Ланская К.А., Новицкая Г.М., Рушищ Т.Ю. Прогнозиров i-ние служебных свойств паропроводов из стали 12Х1МФ после их проектного срока службы. Теплоэнергетика, 1979, №9, с. 54-58.

219. Болотов Г.А., Ланская К.А., Буланов Ю.П., Толстов A.M. Карбидные превращения в Cr-Mo-V стали в процессе длительной эксплуатации. Теплоэнергетика, 1981, №11, с. 12-15.

220. Минц И.И., Шрон Р.З., Шульгина Н.Г. Количественная оценка параметров тонкой структуры при ползучести и старении Cr-Mo-V теплоустойчивой стали. -ФММ, 1989, 67, №5, с. 1011-1017.

221. Buttle D.J., Scruby С.В., Jakubovics J.P. and Briggs G.A.D. Magneto-acousiic and Barkhausen emission: their dependence on dislocations in iron. — Phil. Mag. A., 1987, 55, N6, p. 717-734.

222. Rautioaho R., Karjalainen P., Moilanen M. Stress response of Barkhausen noise in a tempered C-Mn steel. JMMM., 1987, 68, p. 314-320.

223. 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, с. 81-87.

224. Ничипурук А.П. Особенности полевых зависимостей дифференциальной магнитной проницаемости пластически деформированной низкоуглеродистой стали. ФММ, 1996, 81, вып. 6, с. 163-165.

225. Розенфельд Е.В., Ничипурук А.П. Разделение вкладов 90 и 180° доменных границ в кривую намагничивания поликристаллического ферромагнетика.- ФММ, 1996, 82, вып. 1, с.53-67.

226. Mushnikov N.V., Korolyov A.V., Gaviko V.S., Raevski Ye.I., Pareti L. Induced Magnetic Anisotropy In Sm(Fe,Co)2 Compounds.- J.Appl.Phys., 1991, 70, N5, p.2768-2773.

227. Мельгуй М.А. Магнитный контроль механических свойств сталей. -Минск, "Наука и техника", 1980, 184с.

228. Delia Torre Е., John Oti and Gyórgy Kádár. Preisach Modeling and Reversible Magnetization.- IEEE Trans. Magn., 1996, 26, No 6, p.3052-3058.

229. Бурцева В.А. Кандидатская диссертация.- Екатеринбург , ИФМ УрО РАН, 1989, 223с.

230. Иванаяги Д. Фундаментальное исследование метода измерения остаточных напряжений в углеродистых сталях на основе магнитострикционного эффекта. Сэмпаку гидзюцу кэнюосё хококу, 1975, т.12, №12, с.67-132.

231. Thompson S.M., Tanner В.К. The magnetic properties of pearlitic steels as a function of carbon content.-JMMM, 1993, Vol.123, p. 283-298.

232. Thompson S.M., Tanner B.K. The magnetic properties of specially prepared pearlitic steels of varying carbon content as a function of plastic deformation.-JMMM, 1994, Vol.132, p. 71-88.

233. Розенфельд E.B., Ничипурук A.I1. Модель Прейзаха для ферромагнетиков с кубической симметрией. I. Теория. ФММ, 1997, т.84, вып.6., с. 29-46.

234. Дегтярев М.В., Каменецкий Б.И., Давыдова JT.C., Горкунов Э.С. и др. Структура, механические и магнитные свойства стали ЗОХГСА после комплексного воздействия холодной пластической деформации и термической обработки. Дефектоскопия, 1997, №7, с. 15-20.

235. Перкас М.Д. Структура и свойства высокопрочных сталей со стареющим мартенситом. ФММ, 1979, № 7, с. 12-24.

236. Шур Е.А. Термическая обработка рельсов. В сб: Металловедение и термическая обработка, т. 3. Под ред. Бернштейна JI.M. и Рахштадта А.Г. - М.: Металлургия, 1983, с. 113-136.

237. Vicens Р. Principales capacteristiques de la fabrication de l'acler a rails face aux besoins des reseauxferroviaires. Revue de Metallurgie, 1975, N 5, p. 387402.

238. Fowler G., Tetelman A. Stress concentration effect of nonmagnetic inclusion and its effect on fatique crack initiation in rail steel. American Railway Engineering Assotiation Bulletin, 1978, 79, 688, p. 447-471.

239. Panda A.K., Misra S. Phase transformations in a rail steel during rapid heating and heating and related impacts on phisico-mechanical properties. Proc. Sin? o. Phase Transform, and Phase Equilibria (Bangalore, 1975), 1977, S. 1, p. 45-48.

240. Курихара Рикио. Современные тенденции в разработке рельсовых сталей. Тецудо сэнро, 1977, № 10, с. 500-503.

241. Томилов Г.С. Магнитный контроль качества закалки и отпуска рельсов. -Дефектоскопия, 1966, № 6, с. 42-49.

242. Аронсон Э.В., Винокуров И.Я., Компаниец Г М. Магнитный контроль объёмной закалки и отпуска рельсов. Дефектоскопия, 1968, № 3, с. 47-53.

243. Вида Г.В., Михеев М.Н., Камардин В.М. Об уменьшении влияния зазора между полюсами электромагнита и изделиями при неразрушающем контр > ле их качества. Дефектоскопия, 1984, № 2, с. 26-31.

244. Вида Г.В., Камардин В.М. Об использовании магнитных свойств, связанных с обратимыми процессами при перемагничивании, для неразрушающего контроля вязких свойств проката. Дефектоскопия, 1990, № 11, с. 50-56.

245. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. М : Металлургия, 1974.-400 с.

246. Ничипурук А.П., Розенфельд Е.В. Модель Прейзаха для ферромагнетиков с кубической симметрией. II. Эксперимент. ФММ, 1997, т.84, вып.6., с. 7278.

247. Ничипурук А.П., Вида Г.В., Янковский П.В. Критические поля смещающихся доменных границ в низколегированных отпущенных и мартенситно-стареющих сталях. Дефектоскопия, 2002, № 7, с. 52-59.

248. Михеев М.Н. Универсальный переносный коэрцитиметр для контроля термической обработки стальных изделий. Труды Института металловедения, металлургии и металлофизики УФ АН СССР, 1941, вып. 1, с. 1-10.

249. Михеев М.Н., Горкунов Э.С., Антонов A.B., Сытников H.H. Прибор для неразрушающего магнитного контроля твёрдости отпущенных изделий из конструкционных и простых углеродистых сталей. Дефектоскопия, 1980, №2, с. 31-34.

250. Михеев М.Н. О выборе оптимальных геометрических размеров приставного электромагнита коэрцитиметра, предназначенного для контроля качества термической и химико-термической обработок стальных и чугунных изделий. ФММ, 1957, 5, вып. 1, с. 44-52.

251. Бида Г.В., Михеев М.Н. Расчет коэрцитиметра с цилиндрическим приставным электромагнитом. Дефектоскопия, 1977, №3, с. 96-101.

252. Бида Г.В., Сажина Е.Ю. Оптимизация эксплуатационных параметров приставных электромагнитов. Дефектоскопия, 1996, № 5, с. 92-99.

253. Бида Г.В., Царькова Т.П., Ничипурук А.П. Магнитные свойства сталей после закалки и отпуска. I. Углеродистые стали. Дефектоскопия, 2001, № 2, с. 3-25.

254. Бида Г.В., Царькова Т.П., Ничипурук А.П. Магнитные свойства сталей после закалки и отпуска. II. Низколегированные стали. Дефектоскопия, 2001, №2, с. 26-42.

255. Рекомендации по применению математической статистики при установлении норм и допусков на показатели качества продукции в государственных стандартах и других нормативно-технических документах. М.: Госстандарт СССР, 1973. - 169 с.1. Форма Т-16

256. Составлен комиссией в составе:

257. Ананьев А.С. Карелин В.П. Калинин И.М Меныциков Г.П. Степанов А.И Орлов Ю.В. Корчаков В.А.1. Безукладников С

258. Магнитные структуроскопы СМ-401.2, приобретенные заводом е количестве четырех штук, разработаны и изготовлены ООО ■ МИК РОАКУСТИКА" г.Екатеринбург.

259. Приборы этого типа прошли метрологическую аттестацию и зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений

260. Преимущества с-труктуроскопа СМ-401.2 в сравнении с коэрци-гиметрами КИФМ-1М:- прибор зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений, что дает возможность использовать его при сдаточных испытаниях продукции.

261. Введена в действие технологическая инструкция

262. ТИ 162-ТР.ТС-028 "Неразрушающий магнитный контроль механических свойств электросварных труб".1. Комиссия решила:

263. Принять структуроскопы СМ -401. М в опытно промышленнуюэксплуатацию на станах 73-219, 20-102,10-76,6-32 ТЭСЦ-2:

264. Коэрцитиметры КИФМ-1М использовать в качестве резервных.1. К акту прилагается :- Рабочая инструкция по эксплуатации структуроскопа СМ-401.2 РИ 34.25-2004!- Копия свидетельства о метрологической аттестации.

265. Акт направляется в технический отдел , ТЭСЦ-2, ОТК ,УОТиПБ, ЦЗЛАМ.

266. Председатель комиссии Члены комиссии