金属磁记忆技术的机理与试验研究.pdf

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1、第44卷第l1期哈尔滨工业大学学报V01．44No．112012年11月JOURNALOFHARBININS兀TUTEOFTECHN0L0GYNOV．2012金属磁记忆技术的机理与试验研究吴大波，徐敏强(哈尔滨工业大学航天学院，150001哈尔滨)摘要：在外应力作用下铁磁晶体应力能会增加，其相应的总自由能也会增加，而改变铁磁晶体的磁化状态会消耗能量，并趋向于自由能最低．通过对45号调质钢和非调质钢试件分组进行三点弯曲疲劳裂纹扩展试验和金相显微镜在位显微观测，并利用TSC-1M-4检测磁场信号，发现调质钢试件的磁记忆信号明显低于非调质钢试件的磁记忆信号，在对试件调质消除内应力后，不

2、同的应力状态对试件的磁场特征信号具有显著的影响．关键词：金属磁记忆；磁各向异性；应力集中；三点弯曲；热处理中图分类号：TG115．28文献标志码：A文章编号：0367—6234(2012)11—0036—04TheoreticalandexperimentalstudyonmetalmagneticmemorytechniqueWUDa-bo．XUMin—qiang(SchoolofAstronautics，HarbinInstituteofTechnology，150001Harbin，China)Abstract：Todecreasethefreeenergy，ferroma

3、gneticcrystalwouldreducethestressenergybychan~ngitsmagneticstate．Undertheinfluenceofstress—inducedmagneticanisotropyintheinteractionsofstressandgeo—magneticfield，thephysicalmechanismofmagneticmemoryeffectisstudied．Crackpropagationtestsareper-formedonplatespecimensof45quenchedandtemperedsteela

4、ndnon-·quenchedandtemperedsteelspeci—-men．Bythree—pointbendingfatigueexperimentandmeasurementinsituofmetallurgicalmicroscope，themagneticsignalswerescannedbyTSC一1M4．Themagneticmemorysignalsofquenchedandtemperedsteelspecimenaresignificantlylowerthanthatofthenon-quenchedandtemperedsteelspecimen．

5、Aftereliminatingstressbyquenchingthespecimen，theresultsshowthatdifferentstressstateshavesignificanteffectonthemagneticfieldcharacteristicsofthespecimen．Keywords：metalmagneticmemory；magneticanisotropy；stressconcentration，three—pointbending，heattreatment现代工业大量使用铁磁性金属材料制造各种劳破坏的重要因素应力集中进行早期检测，无法设

6、备和构件，如锅炉压力容器、管道、桥梁、铁轨、避免因应力集中引起的金属疲劳导致的意外断裂汽轮机叶片、转子等．随着服役时间的延长，这些的发生．正常大修周期之外，由金属疲劳引起的意设备和构件不可避免的因应力集中和缺陷扩展发外断裂导致的工业事故造成了大量的经济和社会生破坏而引发工业事故的风险越来越高．因此，无损失．因此，急需发展新的无损检测方法实现对工损检测技术广泛应用于工业设备维护．然而，常规业设备应力集中进行早期诊断．1999年，在汕头无损检测技术(超声、射线、涡流、磁粉、渗透等)召开的第七届中国无损检测国际研讨会上，俄罗只能检测已经成形的裂纹或缺陷，不能对造成疲斯杜波夫教授介绍一种

7、新的无损检测方法——金属磁记忆技术，提出了应力集中一金属收稿日期：2011—12—1O．微结构变化一磁记忆效应的相关性，引起了国内基金项目：国家自然科学基金资助项目(10772061)作者简介：吴大波(1979一)，男，博士研究生；无损检测领域的广泛关注．众多学者对金属磁记徐敏强(196o一)，男，教授，博士生导师．忆技术进行了研究，国家自然基金先后资助了十通信作者：徐敏强，xumq@hit．edu．cn．第11期吴大波，等：金属磁记忆技术的机理与试验研究·37·多个相关专题研究