鐵磁材料金相組分體積占比的微分磁導(dǎo)率曲線檢測方法，屬于微磁無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)雙相鋼金相組分體積占比或者鐵磁性構(gòu)件表面硬化層深度的在線、無損測量。

背景技術(shù)：
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鐵磁性材料制備零部件過程，其內(nèi)部的多種金相存在均勻混合和分層組合兩種形式，具體體現(xiàn)為雙相或多相鋼，以及零部件表面的硬化層等。材料金相體積占比可以體現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)中的金相組分變化，或者硬化層深度等信息，對其進(jìn)行檢測可以有助于零部件表面微觀結(jié)構(gòu)或力學(xué)性能的評價。但當(dāng)前采用的主要檢測手段如硬度測試、金相分析等，均只能針對金相試樣進(jìn)行，為破壞式檢測。磁測法具有無損檢測特點(diǎn)，對材料的微觀金相變化非常敏感，有望應(yīng)用于材料金相組分體積占比的測量。其基本原理是通過測試材料的磁滯回線，提取相關(guān)特征參數(shù)反映金相組分體積占比的變化規(guī)律。微分磁導(dǎo)率雙峰曲線很好地反映了兩相材料或含硬化層材料的宏觀磁特性復(fù)合效應(yīng)，可以用于實(shí)現(xiàn)材料金相組分體積占比的無損表征。因此，本發(fā)明提出一種基于微分磁導(dǎo)率雙峰曲線的鐵磁性材料金相組分體積占比測量方法，有望應(yīng)用于零部件表面微觀結(jié)構(gòu)或力學(xué)性能的在線、無損評價。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明提供了一種鐵磁材料金相組分體積占比的微分磁導(dǎo)率曲線檢測方法，本發(fā)明的目的在于克服無法快速、無損、在線檢測鐵磁材料金相組分體積占比。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

1.鐵磁材料金相組分體積占比的微分磁導(dǎo)率曲線檢測方法，其特征在于，由兩種具有不同磁滯特性的金相，以均勻混合或分層組合方式形成的整體材料的微分磁導(dǎo)率曲線存在雙峰現(xiàn)象，微分磁導(dǎo)率曲線的雙峰特征參數(shù)(包括單峰峰值、單峰面積、雙峰峰值比、雙峰單峰面積比)，可以定量表征金相組分體積占比或者鐵磁性構(gòu)件表面硬化層深度的變化。

2.為提取所述的雙峰特征參數(shù)，其具體步驟如下：

第一.磁滯回線的測?。翰捎么艤鼐€測量裝置，由激勵線圈、感應(yīng)線圈、磁軛、霍爾元件、函數(shù)發(fā)生器、功率放大器、示波器等組成，激勵出的低頻0.01Hz～0.05Hz勵磁場飽和磁化被測鐵磁性材料，利用感應(yīng)線圈測取磁感應(yīng)時域信號U(t)，經(jīng)數(shù)字積分后得到磁感應(yīng)強(qiáng)度B(t)，霍爾元件測取表面切向磁場時變信號H(t)，由此得到磁滯回線B-H，其切向磁場強(qiáng)度范圍為-H_max～H_max；

第二.微分磁導(dǎo)率雙峰曲線的獲?。哼x取磁滯回線B-H的上升區(qū)段，計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度B對切向磁場強(qiáng)度H的微分值(即微分磁導(dǎo)率曲線μ_d)，得到微分磁導(dǎo)率曲線μ_d-H；

第三.雙峰特征參數(shù)的提取：讀取微分磁導(dǎo)率曲線μ_d-H中的雙峰峰值P₁和P₂，及其對應(yīng)的切向磁場強(qiáng)度H₁和H₂(H₁＞H₂)，計(jì)算切向磁場強(qiáng)度處于H₁～H_max范圍內(nèi)微分磁導(dǎo)率曲線與橫坐標(biāo)H的面積S₁，以及切向磁場強(qiáng)度處于-H_max～H₂范圍內(nèi)微分磁導(dǎo)率曲線與橫坐標(biāo)H的面積S₂，由此得到單峰峰值(P₁和P₂)、單峰面積(S₁和S₂)、雙峰峰值比(P₁/P₂、P₂/P₁)、雙峰單峰面積比(S₁/S₂、S₂/S₁)。

3.鐵磁材料金相組分體積占比的微分磁導(dǎo)率曲線檢測方法，需針對同種鐵磁性材料制備已知金相組分體積占比的多個試件，依據(jù)所述的方式測試和提取微分磁導(dǎo)率曲線的雙峰特征參數(shù)，并標(biāo)定出金相組分體積占比和雙峰特征參數(shù)的關(guān)系方程，依據(jù)該關(guān)系方程對待測試件的金相組分體積占比或者鐵磁性構(gòu)件表面硬化層深度進(jìn)行定量測量。

附圖說明：

圖1磁特性不同的兩種金相及其復(fù)合材料的磁滯回線；

圖2金相組分體積占比對微分磁導(dǎo)率雙峰曲線的影響；

圖3微分磁導(dǎo)率雙峰曲線的特征參數(shù)；

圖4磁滯回線測量裝置；

圖5感應(yīng)淬火45號鋼硬化層深度對其雙峰特征參數(shù)的影響規(guī)律；

圖中：1-金相1的磁滯回線 2-金相2的磁滯回線 3-兩相復(fù)合材料的磁滯回線 4-金相1的微分磁導(dǎo)率曲線 5-金相2的微分磁導(dǎo)率曲線 6-兩相復(fù)合材料的微分磁導(dǎo)率曲線 7-面積S₁ 8-面積S₂ 9-峰值P₂ 10-峰值P₁ 11-勵磁線圈 12-磁軛 13-金相1和金相2均勻混合材料 14-金相1和金相2分層復(fù)合材料 15-霍爾元件 16-感應(yīng)線圈 17-被測鐵磁性試件

具體實(shí)施方式：

以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明 實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

本發(fā)明提供一種鐵磁材料金相組分體積占比的微分磁導(dǎo)率曲線檢測方法，所述測量方法包括以下步驟：

S1：應(yīng)用磁滯回線測量裝置測得材料的微分磁導(dǎo)率雙峰曲線。

以同種鐵磁性材料已知金相組分體積占比的多個試件為實(shí)驗(yàn)對象，利用函數(shù)發(fā)生器激勵7V、0.05Hz的正弦信號，經(jīng)過功率放大器通入勵磁線圈11信號，磁場經(jīng)過磁軛12作用到試件17中，霍爾元件15測量得到切向磁場時變信號H(t)，感應(yīng)線圈16測量得到磁感應(yīng)時變信號U(t)，積分得到磁感應(yīng)強(qiáng)度B(t)，即可繪制磁滯回線B-H。被測鐵磁性試件17有兩種類別，分別是金相1與金相2以均勻混合13或分層復(fù)合14方式存在，如圖1所示金相1的磁滯回線為1，金相2的磁滯回線為2，兩相復(fù)合材料的磁滯回線為3。

S2：提取復(fù)合材料的微分磁導(dǎo)率雙峰特征參數(shù)。

選取上述磁滯回線B-H的上升區(qū)段，計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度B對切向磁場強(qiáng)度H的微分值(即微分磁導(dǎo)率曲線μ_d)，得到微分磁導(dǎo)率曲線μ_d-H，如圖2所示4是金相1的微分磁導(dǎo)率曲線，5是金相2的微分磁導(dǎo)率曲線，6是被測鐵磁性試件的微分磁導(dǎo)率雙峰曲線，隨著金相1的體積占比β₁與金相2的體積占比β₂變化

(β₁+β₂＝100)，相應(yīng)的被測鐵磁性試件的微分磁導(dǎo)率雙峰曲線6變化，由此提取出雙峰特征參數(shù)如圖3所示,10是金相1的單峰峰值P₁，9是金相2的單峰峰值P₂，提取出單峰峰值(P₁和P₂)及其對應(yīng)的切向磁場強(qiáng)度H₁和H₂(H₁＞H₂)，計(jì)算切向磁場強(qiáng)度處于H₁～H_max范圍內(nèi)微分磁導(dǎo)率曲線與橫坐標(biāo)H的面積S₁即7，以及切向磁場強(qiáng)度處于-H_max～H₂范圍內(nèi)微分磁導(dǎo)率曲線與橫坐標(biāo)H的面積S₂即8，由此得到單峰峰值(P₁和P₂)、單峰面積(S₁和S₂)、雙峰峰值比(P₁/P₂、P₂/P₁)、雙峰單峰面積比(S₁/S₂、S₂/S₁)。

S3：對鐵磁性材料金相組分體積占比進(jìn)行測量。

提取出微分磁導(dǎo)率曲線的雙峰特征參數(shù)單峰峰值(P₁和P₂)、單峰面積(S₁和S₂)、雙峰峰值比(P₁/P₂、P₂/P₁)、雙峰單峰面積比(S₁/S₂、S₂/S₁)，并標(biāo)定出金相組分體積占比和雙峰特征參數(shù)的關(guān)系方程F。求待測試件的金相組分體積占比時，將待測試件的雙峰特征參數(shù)代入表征關(guān)系方程F，即可實(shí)現(xiàn)對待測試件的金相組分體積占比或者鐵磁性構(gòu)件表面硬化層深度的定量測量。如圖5所示為感應(yīng)淬火45號鋼的三種雙峰參數(shù)(P₁、P₂、P₁/P₂)與硬化層深度間的關(guān)系，三種雙峰參數(shù)可以很好得表征表面硬化層深度，實(shí)現(xiàn)對感應(yīng)淬火45號鋼硬化層深度的無損、在線測量。