提出以磁巴克豪森（MBN）信号检测铁磁材料中碳含量的方法，用退火处理后的碳素钢得到硬度、MBN信号与碳含量的关系。硬度随碳含量增大而增大，MBN特征值随碳含量的增大先增大后减小，在碳质量分数为0.55%时，MBN特征值能取得最大值。将45钢通过不同回火温度处理得到不同硬度的试样，发现MBN信号随硬度增大逐渐递减。对比可知，碳含量的变化对MBN信号存在很大影响。若被测试样碳质量分数在0.32%~0.55%或0.55%~0.80%间时，MBN信号随碳含量单调递增或递减，可由MBN信号直接测得碳的质量分数。当被测样品碳含量介于0.32%~0.80%间时，同一MBN特征值对应着两个碳质量分数，可将MBN信号测量和硬度测量相结合，实现基于磁巴克豪森信号的碳质量分数的无损评估。
所属栏目
试验研究国家自然科学基金资助项目（51275029，60971019）
收稿日期
2017/7/3
作者单位
邓雨:北京化工大学 理学院, 北京 100029
尹亮:北京化工大学 理学院, 北京 100029
陈娟:北京化工大学 理学院, 北京 100029
祁欣:北京化工大学 理学院, 北京 100029
联系人作者
祁欣(qixin@mail.buct.edu.cn)
备注
邓雨(1992-),女,硕士研究生,主要研究方向为基于巴克豪森信号的无损检测
引用该论文:
DENG Yu,YIN Liang,CHEN Juan,QI Xin.Nondestructive Evaluation Method of Carbon Mass Fraction Based on Magnetic Barkhausen Signal[J].Nondestructive Testing,2018,40(1):37～42
邓雨,尹亮,陈娟,祁欣.基于磁巴克豪森信号的碳质量分数的无损评估方法[J].无损检测,2018,40(1):37～42
参考文献
【1】
沈功田, 郑阳, 蒋政培,等. 磁巴克豪森噪声技术的发展现状[J]. 无损检测, 2016, 38(7):66-74.
【2】
朱寿高. 基于巴克豪森噪声应力检测系统的研究[D]. 南京:南京航空航天大学, 2009.
【3】
高铭, 王平, 黄凯,等. 基于巴克豪森原理的Q235钢沿深度方向应力分布检测[J].无损检测,2015,37(11):22-25.
【4】
王树志, 李川, 乔海燕,等. 300M钢镀铬层下烧伤缺陷的巴克豪森检测[J].无损检测,2014,36(7):39-41.
【5】
SHU D, GUO L, YIN L, et al. The effect of stress and incentive magnetic field on the average volume of magnetic Barkhausen jump in iron[J].Journal of Magnetism and Magnetic Materials,2015,394:195-199.
【6】
BLAOW M, EVANS J T, SHAW B A. The effect of microstructure and applied stress on magnetic Barkhausen emission in induction hardened steel[J]. Journal of Materials Science, 2007, 42(12):4364-4371.
【7】
闫小明,王平,田贵云,等. 室外温度变化对巴克豪森检测的影响[J]. 无损检测,2011,33(12):14-20.
【8】
GUO L, SHU D, YIN L, et al. The effect of temperature on the average volume of Barkhausen jump on Q235 carbon steel[J]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2016, 407:262-265.
【9】
傅洁, 殷华宇, 陈娟,等. 基于巴克豪森效应的钢轨应力检测系统设计[J]. 电子测量与仪器学报, 2013, 27(5):403-408.
【10】
潘立, 张士晶, 万刚,等. 基于巴克豪森效应的铁磁性材料硬度检测[J].无损检测,2016,38(12):28-31.
【11】
NG D H L, CHENG K, CHO K S, et al. Nondestructive evaluation of carbon contents and microstructures in plain carbon steel bars by Barkhausen emission[J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2001, 37(4):2734-2736.
【12】
MOORTHY V, SHAW B A, EVANS J T. Evaluation of tempering induced changes in the hardness profile of case-carburised EN36 steel using magnetic Barkhausen noise analysis[J]. NDT and E International, 2003, 36(1):43-49.
【13】
KAMEDA J, RANJAN R. Nondestructive evaluation of steels using acoustic and magnetic barkhausen signals-I. Effect of carbide precipitation and hardness[J]. Acta Metallurgica,1987,35(7):1515-1526.
【14】
JILES D C. Dynamics of domain magnetization and the Barkhausen effect[J]. Czechoslovak Journal of Physics, 2000, 50(8):893-924.
【15】
CAPÓ-SÁNCHEZ J, PÉREZ-BENITEZ J A, PADOVESE L R, et al. Dependence of the magnetic Barkhausen emission with carbon content in commercial steels[J]. Journal of Materials Science, 2004, 39(4):1367-1370.
