VIII. Магнитные свойства основных отечественных конструкционных сталей

Из приведенных ниже данных следует, что конструкцион­ные стали имеют очень широкий диапазон магнитных свойств, без знания которых нельзя выполнить эффектив­ный магнитопорошковый контроль. Кроме того, чувствительность магнитопорошкового метода зависит от многих обстоятельств (свойств порошка, чистоты и шероховатости поверхности, режима намагничивания, способа нанесения индикатора и т.п.). Одним из основных факторов повышение чувствительно­сти метода является правильный подбор режима намагничивания с тем, чтобы зона контроля имела максимальную индукцию.

Рис. 78. Кривые намагничивания В и остаточной Рис. 79 - Кривые намагничивания В и

индукции В_r ста­ли 45 в состоянии: 1 – поставки остаточной индукции В_r сталей:

H_c = 8э, В_r = 1,125 Тл (------); 2,3 - при разных 1 - Ст-5 (———); 2 — ШХ15

видах терми­ческой обработки (— — , ----). (—-—-—); 3 - Ст20(----).

По данным [3] в табл. 10 приведены сведения по магнитным характерис­тикам основных конструкционных сталей. Из таблицы сле­дует, что по величинам остаточных (максимальных) индукций разброс трех-четырех кратный: 0,40...1,45 Тл. Напряженность, необходимая для получения этих индук­ций, изменяется в 10...15 раз и составляет 3,6...48 А/м. Поэтому важно знать, с каким материалом мы имеем дело перед выполнением дефектоскопии. Существенными явля­ются различные «незначительные» зазоры на пути магнитного потока, намагничивающего исследуемую деталь, на преодоление которых требуется МДС, превышающая МДС для металла в несколько раз.

Данные по магнитным свойствам конструктивных сталей (табл. 10) приведены для собственно металла, получены на тороидальных образцах без зазоров.

Рис. 80. Кривые намагничивания В и остаточной Рис. 80 - Кривые намагничивания В и

индукции В_r ста­лей: 1 - ВНС-2Н (— —); остаточной индукции В_r стали ХВГ

2 - Р-18 (-----); 3 – Х12Ф1 (—-—-—); при разных видах отпуска:

4 – 14ГСН2МА (——). 160^о(——); 230^о - Ст20(- - - -).

Таблица 10. Основные магнитные характеристики конструкционных сталей

Сталь	Термическая обработка	Коэрцитивная сила Нс, А/см	Остаточ­ная индук­ция Вr, Тл	Напряженость, необходимая для получения Вr, А/см
1	2	3	4	5
20	В состоянии поставки	320	1,17	5600
10	То же	480	0,86	3200
45	То же	640	1,12	7200
45	Закалка с (820±10)°С в масле, отпуск при 160°С	2160	1,18	15200
ШХ15	Закалка с 840°С в масле, отпуск при 160°С, охлаждение на воздухе	3600	0,79	17600
Х12Ф1	Закалка с 1050°С, отпуск при 470°С	6800	0,41	16000
Р9	Закалка с 1240°С, отпуск при 550°С	3440	1,04	18400
Р18	Закалка с 1270°С, отпуск при 550°С	4160	0,91	14400
ХВГ	Закалка с 830°С в масле, отпуск при 160°С	3920	0,85	13600
25ХСНВФА	В состоянии поставки	720	0,59	11600
14ХГСН2МА	Нормализация при 950°С, отпуск при 650°С	560	0,82	8800
18XHBA	Цементация с твердым карбюризатором при (950±10)°С	3440	0,70	16800
30Х2Н2ВА	Закалка с 860°С в масле, отпуск при 580°С	1440	1,02	14400
40ХН2МА	Закалка с 840°С, отпуск при 580°С	1200	1,15	13600
30ХГСНА	Закалка с 900°С в селитре при 320°С 45 мин	1920	1,16	11200
30Х2ГСН2ВМ	В состоянии поставки	1040	0,66	15200
12Х2ГСНМА	В состоянии поставки	880	0,74	8000
32Х2НГСМ	Закалка с 940°С 30 мин, отпуск при (270±10)°С 4 ч	2800	0,68	16800
60C2A	Отжиг при 650-700°С 1,5 ч, охлаждение с печью до 500°С	1840	1,05	13600
65Г	Закалка с (810±10)°С в масле, отпуск при (360±20)°С 1 ч	1600	1,09	7200
ВКЛ-3	Отжиг при 900°С 2 ч, охлаждение с печыо до 860°С	1440	0,61	10400
27ХГСНМЛ	Нормализация при 890°С 2 ч	2640	0,65	20000
Х15Н5Д2Т	В состоянии поставки	2800	0,65	28000
9X18	Закалка с 1050°С 30 мин в мас­ле	8000	0,45	20000
20X13	Закалка с 1020°С в масле, отпуск при 620°С 3 ч	1120	0,58	11200
12X13	Нормализация при 1020°С	400	1,11	3200
12Х2Ш5Т	Закалка с 950°С, охлаждение на воздухе	960	0,45	8000

Рис. 82. Кривые намагничивания Рис. 83. Кривые намагничивания В и остаточной индукции В_r стали В и остаточной индукции В_r стали 25ХСНВФА (ВП-25) в состоянии 12ХНЗА при разных видах поставки (——) и при разных ви­дах термообработки (———,- - - -).

термообработки: — — отжиг при 750° один час охлаждения на воздухе; — ^. — ^. — закалка в соленой ванне 900° охлаждение в

масле; - - - - нормализация в

соленой ванне при 900°, отпуск в

селитре при 450°.

Реально на практике избежать зазоров нельзя. Поэтому еще раз важно просчитывать необходимую МДС с учетом зазоров и размагничиваю­щих факторов всех элементов магнитной цепи.

На рис. 78-85 показаны основные кривые намагничива­ния В и остаточной намагниченности В_r наиболее распрост­раненных конструкционных сталей. Образцы сталей взяты из одной или нескольких плавок. Свойства образцов разных плавок могут отличаться на 20...30 %.

Кривые рис. 78-85 демонстрирует широкий разброс магнитных характеристик конструкционных сталей, что говорит о необходимости правильного подбора режима их намагничивания.

Для расчетов режимов контроля способом остаточной намагниченности применяют кривые, аналогичные приве­денным на рис. 78-85. Контроль остаточной индукцией возможен, если материал изделия при данной коэрцитивной силе обладает достаточной индукцией.

Если выяснено, что деталь можно проверять способом остаточной намагниченности, то по кривым намагничива­ния находят напряженность приложенного поля, до уровня которого следует намагничивать деталь, чтобы обеспечить нужную остаточную индукцию.

Рис. 84. Кривые намагничивания В и Рис. 85. Кривые намагничивания В и

остаточной индукции В_r стали 12Х2Н4А остаточной индукции В_r стали 18ХНВА

при разных видах термичес­кой обработки: при разных видах термо­обработки:

1-нормализация при 860°, отпуск 650°, 1-закалка 860°, отпуск 650° (— —);

цементация 910°, закалка 830° в масле, 2-закалка 860°, отпуск 160° (- — - —);

отпуск 160° (— —); 2-закалка 830° в 3-цементация 910°, закалка 860°,

масле, отпуск при 160° (- - - -); 3- отпуск 160° (- - - -); 4-закал­ка 860°,

закалка 790° в масле (— - — - —); отпуск при 535°, (——). 4- цементация 900°, закалка 790°, отпуск 160° (——).