Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние пластической деформации на структуру и магнитные свойства корпусной стали

А. Н. Мушников, Е. А. Путилова, А. М. Поволоцкая, Л. С. Горулева

Аннотация


Исследовано влияние пластической деформации на структуру, остаточные напряжения и магнитные характеристики корпусной стали 20ГН. Определена микроструктура деформированных образцов в поперечном и продольном направлениях к направлению деформации с использованием светового и электронного микроскопов. Построены гистограммы распределения углов разориентировки по величине внутри зерен и карты рекристаллизации. Измерены магнитные характеристики в замкнутой магнитной цепи с помощью гистерезисграфа Remagraph C-500 и приставных магнитных преобразователей (ПМУ). Экспериментально установлены области пластической деформации, в которых изменяется характер поведения магнитных параметров с ростом степени деформации и их взаимосвязь с изменением структуры и остаточных напряжений. Показано, что полученные результаты могут быть полезны при разработке методик оценки деформированного состояния элементов конструкций из стали 20ГН, испытывающих во время эксплуатации пластическую деформацию.

Ключевые слова


пластическая деформация; одноосное растяжение; коэрцитивная сила; магнитострикция; корпусная сталь

Полный текст:

PDF

Литература


Chen H. E. Quantitative nondestructive evaluation of plastic deformation in carbon steel based on electromagnetic methods // Materials Transactions. 2014. V. 55, No. 12. P. 1806 - 1815.

Горкунов Э. С., Мушников А. Н. Магнитные методы оценки упругих напряжений в ферромагнитных сталях (обзор) // Контроль. Диагностика. 2020. № 12. С. 4 - 23.

Горкунов Э. С., Поволоцкая А. М., Задворкин С. М. и др. Особенности поведения магнитных и акустических характеристик горячекатаной стали 08Г2Б при циклическом нагружении // Дефектоскопия. 2019. № 11. С. 21 - 31.

Shi P., Su S., Chen Z. Overview of researches on the nondestructive testing method of metal magnetic memory: Status and challenges // Journal of Nondestructive Evaluation. 2020. V. 39. P. 43.

Wu L., Yao K., Zhao B., Wang Y. S. A micro-statistical constructive model for magnetization and magnetostriction under applied stress and magnetic fields // Applied Physics Letters. 2019. V. 115. P. 162406.

Shi P. Magneto-elastoplastic coupling model of ferromagnetic material with plastic deformation under applied stress and magnetic fields // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2020. V. 512. 166980.

Kim S., Kim K., Choe K. et al. A nonlinear magneto-mechanical coupling model for magnetization and magnetostriction of ferromagnetic materials // AIP Advances. 2020. V. 10. 085304.

Горкунов Э. С., Субачев Ю. В., Поволоцкая А. М., Задворкин С. М. Влияние упругой одноосной деформации среднеуглеродистой стали на ее магнитострикцию в продольном и поперечном направлениях // Дефектоскопия. 2013. № 10. С. 40 - 52.

Dias M. B. S., Landgraf F. J. G.Compressive stress effects on magnetic properties of uncoated grain oriented electrical steel // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2020. V. 504. 166566.

Wun-Fogle M., Restorff J., Cuseo J. et al. Magnetostriction and magnetization of common high strength steels // IEEE Transactions on Magnetics. 2009. V. 45, No. P. 4112 - 4115.

Ren W. P., Xu K., Dixon S. A study of stress dependent magnetostriction on steel plate by analysis of an electromagnetically generated S0 lamb wave // Journal of Nondestructive Evaluation. 2019. V. 38. P. 102.

Щербинин В. Е., Горкунов Э. С. Магнитный контроль качества металлов. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 263 с.

Русаков А. А. Рентгенография металлов. М.: Атомиздат, 1977. 480 с.

Рыбин В. В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 с.

Золоторевский Н. Ю., Рыбин В. В. Фрагментация и текстурообразование при деформации металлических материалов. Санкт-Петербург: Издательство Политехнического университета, 2014. 207 с.

Lieneweg U. Barkhausen noise of 3 % Si - Fe strips after plastic deformation // IEEE Trans Mag. V. MAG-10(2). 1974. P. 118 - 120.

Kaijalainen L. P., Moilanen M. Detection of plastic deformation during fatigue of mild steel by the measurements of Barkhausen noise // NDT Int. 1979. P. 51 - 55.

Buttle D. J., Scruby C. B., Jakubovics J. P., Briggs G. A. D. Magneto-acoustic and Barkhausen emissions: their dependence on dislocations in iron // Philos. Mag. 1987. V. 55(6). P. 717 - 734.

Hwang D. G., Kim H. C. The influence of plastic deformation on Barkhausen effects and magnetic properties in mild steel //j. Phys. D: Appl Phys. 1988. V. 21. P. 1807 - 1813.

Birkett A. J., Corner W. D., Tanner B. K., Thompson S. M. Influence of plastic deformation on Barkhausen power spectra in steels //j. Phys. D: Appl Phys. 1989. V. 22. P. 1240 - 1242.

Swartzendruber L. J., Hicho G. E., Chopra H. D. et al. Effect of plastic strain on magnetic and mechanical properties of ultralow carbon sheet steel //j. Appl. Phys. 1997. V. 81(8). P. 4263 - 4265.

Stefanita C. G., Atherton D. L., Clapham L. Plastic versus elastic deformation effects on magnetic Barkhausen noise in steel // Acta Mater. 2000. V. 48 (13). P. 3545 - 3551.

Dhar A., Clapham L., Atherton D. L. Influence of uniaxial plastic deformation on magnetic Barkhausen noise in steel // NDT &E International. 2001. V. 34. P. 507 - 514.

Белов К. П. Магнитострикционные явления и их технические приложения. М.: Наука, 1987. 158 с.

Chai Y. S., Cong J. Z., He J. C. et al. Giant magnetostriction and nonsaturating electric polarization up to 60 T in the polar magnet CaBaCo4O7 // Physical Review B. 2021. V. 103. P. 174433.

Gerasimov E. G. Inishev A. A., Terentev et al. Magnetostriction and thermal expansion of nonstoichiometric TbCo2Mnx compounds // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2021. V. 523. P. 167628.

Gorkunov E. S., Povolotskaya A. M., Zadvorkin S. M. et al. The effect of cyclic preloading on the magnetic behavior of the hot-rolled 08G2B steel under elastic uniaxial tension // Research in Nondestructive Evaluation. 2021. V. 32, No. 6. P. 276 - 294.

Новиков В. Ф., Бахарев М. С., Кострюкова Н. К. Аномальное изменение магнитострикции сталей на начальных этапах пластической деформации и его использование для целей диагностики // Известия вузов. Нефть и газ. 1998. № 3. С. 95 - 101.

Bozorth R. M. Ferromagnetism. New York: Van Nostrand, 1951. P. 600 - 609.

Anderson P. I., Moses A. J., Stanbury H. J. Assessment of the stress sensitivity of magnetostriction in grain-oriented silicon steel // IEEE Trans. Magn. 2007. V. 43. P. 3467 - 3476.

Gorkunov E. S., Subachev Yu. V., Povolotskaya A. M., Zadvorkin S. M. The influence of an elastic unuaxial deformation of a medium-carbon steel on the its magnetostriction in the longitudinal and transverse directions // Russ. J. Nondest. Test. 2013. V. 49, No. 10. P. 584 - 94.

Dias M. B. S., Landgraf F. J. G.Compressive stress effects on magnetic properties of uncoated grain oriented electrical steel //j. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 504. P. 166566.

Makar J. M., Tanner B. K. The effect of plastic deformation and residual stress on the permeability and magnetostriction of steels //j. Magn. Magn. Mater. 2000. V. 222, No. 3. P. 291 - 304.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.11.3-10

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024