E. S. Gorkunov
MAGNETIC EVALUATION OF THE STRUCTURAL AND PHASE CHANGES IN INDIVIDUAL LAYERS OF MULTILAYER PRODUCTS
DOI: 10.17804/2410-9908.2017.2.006-027 Magnetic hysteresis loop distortion occurring during the magnetization reversal of multilayer ferromagnets can be used to evaluate the structural changes and phase transformations in composite product layers with different properties. For practical application, it is proposed either to record the differential magnetic permeability of each layer or to measure the electromotive force in the coil encompassing a product under magnetization reversal by linear alternating current.
Keywords: composite material, surface hardening, structure, phase, hysteresis loop, differential magnetic permeability, field of differential magnetic permeability, coercive force  References:
- Potapov I.N., Lebedev V.N., Kobelev A.G., Kuznetsov E.V., Bykov A.A., Kluchnikov R.M. Sloistye metallicheskie kompositsii [Laminated Metal Composites]. M., Metallurgiya Publ., 1986, 216 p. (In Russian).
- Lakhtin Yu.M., Leontieva V.P. Materialovedenie [Material Science]. M., Mashinostroenie Publ., 1990, 528 p. (In Russian).
- Gorkunov E.S., Lapidus B.M., Zagainov A.V., Voronov S.A., Bushmeleva G. Y. Application of differential magnetic permeability in the quality control of surface hardening. Soviet Journal of Nondestructive Testing–USSR, 1988, vol. 24, no. 7, pp. 441–446.
- Gorkunov E.S., Lapidus B.M. Magnetic properties of double-layer ferromagnets as applied to quality control of surface-hardened products. In: Strukturno-fazovye prevrashcheniya v metallakh: problemy prochnosti i plastichnosti [Structural-Phase Transitions in Metals: Strength and Plasticity Problems]. Sverdlovsk, UNTs AN SSSR Publ., 1987, pp. 103-110. (In Russian).
- Gorkunov E.S Magnetic Methods and Instruments for the Quality-Control of the CaseHardening of Ferromagnetic Steel Objects – (Review). Soviet Journal of Nondestructive Testing–USSR, 1991, vol. 27, no. 1, pp. 1–18.
- Gorkunov E.S., Lapidus B.M., Zagainov A.B. A method for quality control of multilayer ferromagnetic products. Avtorskoe svidetelstvo no. 1252718 [RF Patent], bul. izobr. no. 31, 1986, p. 182. (In Russian).
- Shcherbinin V.E., Gorkunov E.S. Magnitnyi control kachestva metallov [Magnetic Quality Control of Metals]. Ekaterinburg, UrO RAN, 1996, 264 p. ISBN 5-7691-0655-7. (In Russian).
- Dekhtyar V.M., Gorbunova A.M., Baldina L.M., Kasatkina G.M. Magnetic Determination of the Depth of a Hardened Layer. Zavodskaya laboratoriya, 1946, vol. 12, no. 9–10, pp. 808–816. (In Russian).
- Dekhtyar V.M. On the coercive force of a two-layer cylinder. ZhETF, 1946, iss. 10, pp. 2–7. (In Russian).
- Mikheev M.N., Gorkunov E.S. Magnitnye metody strukturnogo analiza [Magnetic Methods for Structural Analysis and Nondestructive Testing]. М., Nauka Publ., 1993. 252 p.
- Kifer I.I., Semenovskaya I.B., Fomin I.N. On the relation between differential permeability and coercive force. Zavodskaya laboratoriya, 1969, no. 10, pp. 1191–1193. (In Russian).
- Brinksmeier K., Scheider E., Theiner W.A., Tönsholff H.K. Non-destructive testing for evaluating integrity. Annals of the CIRP, 1984, vol. 33, no. 2, pp. 489–509.
- Gorkunov E.S., Mitropolskaya S.Yu., Groznaya E.M., Mushnikov A.N., Osintseva A.L., Tueva E.A. Effect of Elasto-Plastic Loading on the Magnetic Characteristics of Steel 20 Hardened with Gas Case-Hardening. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2011, vol. 47, no. 4, pp. 221–231. DOI: 10.1134/S106183091104005X.
- Ryzhov N.M., Fakhurtdinov R.S., Smirnov A.E. Cyclic Strength of Steel 16kh3nvfbm-Sh (Vks-5) after Vacuum Carburizing. Metal Science and Heat Treatment, 2010, vol. 52, nos. 1–2, pp. 61–66. DOI: 10.1007/s11041-010-9230-9.
- Borisenok G.V., Vasiliev L.A., Voroshnin L.G. Khimiko-termicheskaya obrabotka metallov i splavov [Chemical and Heat Treatment of Metals and Alloys]. М., Metallurgiya Publ., 1981, pp. 424. (In Russian).
- Gorkunov E.S., Mitropol’skaya S.Yu., Zadvorkin S.M., Osintseva A.L., Vichuzhanin D.I. Effect of Laser Surface Hardening on Magnetic Characteristics of a Carbon Steel under Loading. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2008, vol. 44, no. 8, pp. 560–565. DOI: 10.1134/S1061830908080081.
- Gorkunov E.S., Mitropolskaya S.Yu., Osintseva A.L., Vichuzhanin D.I. Magnetic investigation of strains and stresses in surface-hardened materials. Physical Mesomechanics, 2009, vol. 12, iss. 3–4, pp. 190–198. DOI: 10.1016/j.physme.2009.07.012.
- Gorkunov E.S., Povolotskaya A.M., Tueva E.A., Goruleva L.S., Zadvorkin S.M. Determination of the Magnetic Properties of Separate Zones of Welds and the Width of Welded Joints Based on Magnetic Measurements. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2011, vol. 47, no. 9, pp. 577–586. DOI: 10.1134/S1061830911090038.
- Gorkunov E.S., Zadvorkin S.M., Emel’yanov I.G., Mitropol’skaya S.Yu. Variation of Magnetic Properties of Two-Layer Carbon-Steel Products under Tension. The Physics of Metals and Metallography, 2007, vol. 103, no. 6, pp. 624–632. DOI: 10.1134/S0031918X07060129.
- Gorkunov E.S., Povolotskaya A.M., Kuleev V.G., Chistyakov V.K., Korobka O.B. Coercive Force of a Package of Steel Sheets with Diff erent Degrees of Magnetic Hardness. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2002, vol. 38, no. 5, pp. 331–338. DOI: 10.1023/A:1020960918166.
- Gorkunov E.S., Emelyanov I.G., Zadvorkin S.M., Mitropolskaya S.Yu. A model of the stressstate state of a two-layer steel product under uniaxial tension. Metally, 2007, no. 1, pp. 78–82. (In Russian).
- Goldshtein M.I., Grachev S.V., Veksler Yu.G. Spetsialnye stali [Special Steels], М., MISIS Publ., 1999, 408 p. (In Russian).
- Filippov M.A., Litvinov V.S., Nemirovskiy Y.R. Stali s metastabilnym austenitom [Steels with metastable austenite]. М., Metallurgiya, 1988, 255 p.
- Gorkunov E.S., Zadvorkin S.M., Putilova E.A., Povolotskaya A.M., Goruleva L.S., Veretennikova I.A., Kamantsev I.S. The Application of Magnetic Structural Phase Analysis for the Diagnostics of the State of a 08X18H10T Steel–C 3 Steel Composite Material and Its Components That Were Subjected to Plastic Deformation. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2012, vol. 48, no. 6, pp. 346–356. DOI: 10.1134/S1061830912060022.
- Gorkunov E.S., Zadvorkin S.M., Putilova E.A. Magnetic estimation of stresses applied to atwo-layer steel C(T)3-steel 08X18H10T composite material during elastoplastic deformation by uniaxial tension. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2012, vol. 48, no. 8, pp. 495–504. DOI: 10.1134/S1061830912080050.
Э. С. Горкунов
МАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СТРУКТУРНЫХ И ФАЗОВЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ОТДЕЛЬНЫХ СЛОЯХ МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Искажения петель магнитного гистерезиса при перемагничивании многослойных ферромагнетиков могут быть использованы для оценки структурных изменений и фазовых превращений, происходящих в отдельных слоях композиционных изделий с различающимися свойствами. Для практического использования предлагается, либо регистрировать дифференциальную магнитную проницаемость каждого из слоев, либо измерять электродвижущую силу в катушке, охватывающей изделие при его перемагничивании линейно меняющимся током.
Благодарность: Работа выполнена при поддержке проектов УрО РАН № 15-10-1-22 и № 15-15-1-52. Ключевые слова: композиционный материал, поверхностное упрочнение, структура, фаза, петля гистерезиса, дифференциальная магнитная проницаемость, поле максимальной дифференциальной магнитной проницаемости, коэрцитивная сила Библиография:
- Слоистые металлические композиции / И. Н. Потапов, В. Н. Лебедев, А. Г. Кобелев, Е. В. Кузнецов, А. А. Быков, Р. М. Ключников // М. : Металлургия, 1986. – 216 с.
- Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. – М. : Машиностроение, 1990. – 528 с.
- Application of differential magnetic permeability in the quality control of surface hardening / E. S. Gorkunov, B. M. Lapidus, A. V. Zagainov, S. A. Voronov, G. Y. Bushmeleva // Soviet Journal of Nondestructive Testing–USSR. – 1988. – Vol. 24, no. 7. – P. 441–446.
- Горкунов Э. С., Лапидус Б. М. Магнитные свойства двуслойных ферромагнетиков применительно к контролю качества поверхностно-упрочненных изделий // Структурно-фазовые превращения в металлах: проблемы прочности и пластичности. – Свердловск : УНЦ АН СССР, 1987. – С. 103–110.
- Gorkunov E. S Magnetic Methods and Instruments for the Quality-Control of the CaseHardening of Ferromagnetic Steel Objects – (Review) // Soviet Journal of Nondestructive Testing– USSR. – 1991. – Vol. 27, no. 1. – P. 1–18.
- Горкунов Э. С., Лапидус Б. М., Загайнов А. В. Способ контроля качества многослойных ферромагнитных изделий. – Авт. свид. № 1252718. – Бюл. изобр., 1986, № 31, с. 182.
- Щербинин В. Е., Горкунов Э. С. Магнитный контроль качества металлов. – Екатеринбург : УрО РАН, 1996. – 264 с. – ISBN 5-7691-0655-7.
- Определение глубины закаленного слоя магнитным методом / В. М. Дехтяр, А. М. Горбунова, Л. М. Балдина, Г. М. Касаткина // Заводская лаборатория. – 1946. – Т. 12, № 9–10. – С. 808–816.
- Дехтяр В. М. О коэрцитивной силе двуслойного цилиндра // ЖЭТФ. – 1946. – Вып. 10. – С. 2–7.
- Михеев М. Н., Горкунов Э. С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. – М. : Наука, 1993. – 252 с.
- Кифер И. И., Семеновская И. Б., Фомин И. Н. О связи дифференциальной проницаемости с коэрцитивной силой // Заводская лаборатория. – 1969. – № 10. – С. 1191–1193.
- Non-destructive testing for evaluating integrity / K. Brinksmeier, E. Scheider, W. A. Theiner, H. K. Tönsholff // Annals of the CIRP. – 1984. – Vol. 33, № 2. – P. 489–509.
- Effect of Elasto-Plastic Loading on the Magnetic Characteristics of Steel 20 Hardened with Gas Case-Hardening / E. S. Gorkunov, S. Yu. Mitropolskaya, E. M. Groznaya, A. N. Mushnikov, A. L. Osintseva, E. A. Tueva // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2011. – Vol. 47, no. 4. – P. 221–231. – DOI: 10.1134/S106183091104005X.
- Ryzhov N. M., Fakhurtdinov R. S., Smirnov A. E. Cyclic Strength of Steel 16kh3nvfbm-Sh (Vks-5) after Vacuum Carburizing // Metal Science and Heat Treatment. – 2010. – Vol. 52, nos. 1–2. – P. 61–66. – DOI: 10.1007/s11041-010-9230-9.
- Борисенок Г. В., Васильев Л. А., Ворошнин Л. Г. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. – М. : Металлургия, 1981. – 424 с.
- Effect of Laser Surface Hardening on Magnetic Characteristics of a Carbon Steel under Loading / E. S. Gorkunov, S. Yu. Mitropol’skaya, S. M. Zadvorkin, A. L. Osintseva, D. I. Vichuzhanin // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2008. – Vol. 44, no. 8. – P. 560–565. – DOI: 10.1134/S1061830908080081.
- Magnetic investigation of strains and stresses in surface-hardened materials / E. S. Gorkunov, S. Yu. Mitropolskaya, A. L. Osintseva, D. I. Vichuzhanin // Physical Mesomechanics. – 2009. – Vol. 12, iss. 3–4. – P. 190–198. – DOI: 10.1016/j.physme.2009.07.012.
- Determination of the Magnetic Properties of Separate Zones of Welds and the Width of Welded Joints Based on Magnetic Measurements / E. S. Gorkunov, A. M. Povolotskaya, E. A. Tueva, L. S. Goruleva, S. M. Zadvorkin // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2011. – Vol. 47, no. 9. – P. 577–586. – DOI: 10.1134/S1061830911090038.
- Variation of Magnetic Properties of Two-Layer Carbon-Steel Products under Tension / E. S. Gorkunov, S. M. Zadvorkin, I. G. Emel’yanov, S. Yu. Mitropol’skaya // The Physics of Metals and Metallography. – 2007. – Vol. 103, no. 6. – P. 624–632. – DOI: 10.1134/S0031918X07060129.
- Coercive Force of a Package of Steel Sheets with Diff erent Degrees of Magnetic Hardness / E. S. Gorkunov, A. M. Povolotskaya, V. G. Kuleev, V. K. Chistyakov, O. B. Korobka // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2002. – Vol. 38, no. 5. – P. 331–338. DOI: 10.1023/A:1020960918166.
- Модель напряженно-деформированного состояния двухслойного стального изделия при одноосном растяжении / Э. С. Горкунов, И. Г. Емельянов, С. М. Задворкин, С. Ю. Митропольская // Металлы. – 2007. – № 1. – С. 78–82.
- Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали : учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : МИСИС, 1999. – 408 с.
- Филиппов М. А., Литвинов В. С., Немировский Ю. Р. Стали с метастабильным аустенитом. – М. : Металлургия, 1988. – 255 с.
- The Application of Magnetic Structural Phase Analysis for the Diagnostics of the State of a 08X18H10T Steel–C 3 Steel Composite Material and its Components that Were Subjected to Plastic Deformation / E. S. Gorkunov, S. M. Zadvorkin, E. A. Putilova, A. M. Povolotskaya, L. S. Goruleva, I. A. Veretennikova, I. S. Kamantsev // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2012. – Vol. 48, no. 6. – P. 346–356. – DOI: 10.1134/S1061830912060022.
- Gorkunov E. S., Zadvorkin S. M., Putilova E. A. Magnetic estimation of stresses applied to a two-layer steel C(T)3-steel 08X18H10T composite material during elastoplastic deformation by uniaxial tension // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2012. – Vol. 48, no. 8. – P. 495–504. – DOI: 10.1134/S1061830912080050.
|
