磁场强度可以用以下几种方法确定:
a)用磁化电流表征的磁场强度按公式计算;
b)利用材料的磁特性曲线,确定合适的磁场强度;
c)用磁场强度计测量施加在工件表面的切线磁场强度。连续法检测时应达到2.4kA/m~4.8kA/m,剩磁法检测时应达到14.4kA/m;
d)用标准试片(块)来确定磁场强度是否合适。
在磁粉检测过程中,经常会用到标准试片(块)来测定系统的综合性能,如A1:30/100、C:15/50等标准试片,这种方式操作起来很方便,显象也很直观。但是,对不同磁特性材料均采用这种方式来测定是否合适呢?在回答之前,我们先来看一下常用的钢铁材料:
工业上适用的钢铁材料种类很多,磁特性差别也很大。现在按照材料成分引起的磁特性变化的规律,大致可以分为四类:
1.磁性较软:包括供货状态下含碳低于0.4%的碳素钢,含碳低于0.3%的低合金钢,以及退火状态下的高碳钢。这类钢磁导率较高,矫顽力低,易被磁化,剩磁较小。
2.磁性中软:包括供货状态下含碳量大于0.4%的碳素钢及同种状态下的低中合金钢、工具钢及部分高合金钢,还包括此类钢在淬火后进行450℃以上回火温度的此类钢。相比第一种材料磁导率有所下降,矫顽力提高,磁性有所降低。相对比较容易被磁化,剩磁也不大。
3.磁性中硬:包括淬火后并进行300℃~400℃回火的中碳钢、低中合金钢、高合金工具钢的供货状态,半马氏体和马氏体钢的正火和正火加高温回火状态,以及大部分冷拉材料。它们的磁性较前两类“硬”,较难磁化,剩磁也较高。
4.磁性较硬:包括合金钢淬火后回火温度低于330℃的材料,以及工具钢马氏体不锈钢热处理后硬度较大的材料。这类钢由于磁性较硬,磁化困难,需要较大的外加磁场进行磁化,退磁比较困难,剩磁较大。
其中,软磁材料比硬磁材料的磁导率高。磁导率µ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比,即µ=B/H。
磁场强度H=I/2πR,式中I为通电电流,R为通电线圈的半径。从公式中可以看出,磁场强度H与材料无关,只受通电电流的大小和通电导体半径尺寸的影响。
综上,由以上两公式可知,在相同磁场强度H下,磁感应场强度B随着材料的磁导率µ的增大而增大。
在NB/T47013.4《承压设备无损检测》标准中的A型标准试片是由DT4A超高纯低碳纯铁经轧制而成,属于软磁材料。磁导率µ较大,用较小的磁场就能磁化,所产生的磁感应场强度B也较大,试片上的缺陷也很容易被检出。
如果被检测的工件同样为软磁材料,那么通过A型试片所做的综合性能的检测是可以用来确定该工件的磁化规范参数的。
但是如果被检测工件为硬磁材料,同样用A型试块来确定检测规范显然是不合适的。所产生的直接结果就是工件本身存在的缺陷不能够被全部或者很好的显示出来,造成漏检,从而对工件的评定造成影响。显然,被检工件为硬磁材料的情况使用标准中的第四点“用标准试片(块)来确定磁场强度是否合适”的方法是不合适的。
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