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° (——).