MODELLING OF THE ANHYSTERETIC MAGNETIZATION CURVE OF FERROMAGNETIC MATERIAL AND THE POSSIBILITY OF USING ITS RESULT FOR MAGNETIC STRUCTURAL ANALYSIS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The internal demagnetization coefficient Ni occurs in ferromagnetic material due to mechanical stresses and inhomogeneity in its structure and reliably characterizes its changes. But to determine Ni, a cycle of numerous magnetic effects on the material and precision measurements of its magnetization is carried out to construct a anhysteretic magnetization curve. This complicates and reduces the accuracy of Ni determination. In the article, to simplify the determination of the anhysteretic magnetization curve of a material and its Ni on the basis of reliable physical assumptions, mathematically precise formulas are developed using the results of measurements of its technical saturation magnetization, remanent magnetization and coercive force, which can be measured by standard techniques with minimum errors. They are used to analyze the effect of tempering temperature and hardness HRC of steel 30 on its Ni.

About the authors

S. G Sandomirski

Joint Institute of Mechanical Engineering of the NAS of Belarus

Email: sand_work@mail.ru
Minsk, Belarus

References

  1. Бозорт Р. Ферромагнетизм. М.: Изд-во иностранной литературы, 1956. 784 с.
  2. Поливанов К.М. Ферромагнетики. Основы теории практического применения. М.—Л.: Государственное энергетическое издание, 1957. 256 с.
  3. Янус Р.И. Намагничивания кривые / Физический энциклопедический словарь. Т. 3. М.: Советская энциклопедия, 1963. С. 354—355.
  4. ГОСТ 19693—74. Материалы магнитные. Термины и определения. М.: Изд. стандартов, 1974. 32 с.
  5. Silveyra J.M., Conde Garrido J.M. On the anhysteretic magnetization of soft magnetic materials // AIP Advances. March 2022. V. 12. Is. 3. id.035019. 13 p. https://aip.scitation.org/doi/10.1063/9.0000328
  6. Jiles D. Introduction to Magnetism and Magnetic Materials. Published by Chapman & Hall, London, 1989. 440 p
  7. Сташков А.Н., Сомова В.М., Сажина Б.Ю., Сташкова Л.А., Ничипурук А.Н. Магнитный метод определения количества остаточного аустенита в мартенситно-стареющих сталях // Дефектоскопия. 2011. № 12. С. 36—42.
  8. Горкунов Э.С., Захаров В.А., Ульянов А.И., Чулкина А.А. Влияние формы и ориентации пор на внутренний коэффициент размагничивания пористых магнитных материалов // Дефектоскопия. 2001. № 3. С. 31—37.
  9. Takács J., Kovács G., Varga L.K. Internal Demagnetizing Factor in Ferrous Metals // Hindawi Publishing Corporation // Journal of Metallurgy. V. 2012. Article ID 752871. 5 p. doi: 10.1155/2012/752871
  10. Сандомирский С.Г. Оценка внутреннего коэффициента размагничивания чугунов по результатам измерения их остаточной намагниченности // Металлы. 2013. № 3. С. 88— 94.
  11. Сандомирский С.Г. Изменение связи между магнитными параметрами чугуна по сравнению со сталью под влиянием внутреннего размагничивания // Литье и металлургия. 2014. № 4. С. 105—108.
  12. Varga L.K., Kováčb J., Novák L. Determination of external and internal demagnetizing factors for strip-like amorphous ribbon samples // Journal of Magnetism and Magnetic Material. 2020. V. 507. P. 1—5.
  13. Mccann Steven M., Leach J., Reddy Subrayal M., Mercer T. Methods of investigating the demagnetization factors within assemblies of superparamagnetic nanoparticles // AIP Advances. 2022. V. 12. P. 075212-1—075212-12. doi: 10.1063/5.0095899
  14. Клюев В.В., Сандомирский С.Г. Анализ и синтез структурочувствительных магнитных параметров сталей. М.: Изд. дом СПЕКТР, 2017. 248 с.
  15. ГОСТ 8.377—80. Материалы магнитомягкие. Методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик. М.: Изд-во стандартов, 1986. 22 с.
  16. Чернышев Е.Т, Чечурина Е.Н., Чернышева Н.Г., Студенцов Н.В. Магнитные измерения. М.: Изд-во стандартов, 1969. 248 с.
  17. Сандомирский С.Г. Определение безгистерезисной кривой намагничивания ферромагнитного материала по параметрам предельной петли его магнитного гистерезиса // Электротехника. 2023. № 10. С. 55—60. doi: 10.53891/00135860_2023_10_55
  18. Янус Р.И. Магнитная дефектоскопия. М.—Л.: Гостехиздат, 1946. 171 с.
  19. Сандомирский С.Г. Чувствительность остаточной намагниченности ферромагнитных изделий к магнитным характеристикам их материалов и геометрическим параметрам // Дефектоскопия. 1990. № 12. С. 53—59.
  20. Сандомирский С.Г. Повышение структурной чувствительности остаточной намагниченности и коэрцитивной силы сталей // Дефектоскопия. 2023. № 8. С. 62—64.
  21. Бида Г.В., Ничипурук А.П. Магнитные свойства термообработанных сталей. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 218 с.
  22. Bozorth R.M. Ferromagnetism. D Van Nostrand Company, Inc., New York, 1951. 867 р.
  23. Polivanov K.M. Ferromagnetics. Fundamentals of the theory of practical applications. Moscow— Leningrad: Gosudarstvennoe jenergeticheskoe izdanie, 1957. 256 p. (In Russian).
  24. Janus R.I Magnetization curves / Physical Encyclopaedic Dictionary. Т. 3. Moscow: «Sovetskaya enciklopediya», 1963. P. 354—355.
  25. GOST 19693—74. Magnetic materials. Terms and definitions. Moscow: Izdatel'stvo standartov, 1974. 32 p. (In Russian).
  26. Silveyra J.M., Conde Garrido J.M. On the anhysteretic magnetization of soft magnetic materials // AIP Advances. March 2022. V. 12. Is. 3. id.035019. 13 p. https://aip.scitation.org/doi/10.1063/9.0000328
  27. Jiles D. Introduction to Magnetism and Magnetic Materials. London: Published by Chapman & Hall, 1989. 440 p.
  28. Stashkov A.N., Somova V.M., Sazhina B.Ju., Stashkova L.A., Nichipuruk A.N. Magnetic method for determining the amount of residual austenite in maraging steels // Defectoskopiya. 2011. No. 12. P. 36—42. (In Russian).
  29. Gorkunov E.S., Zakharov V.A., Ul'yanov A.I., Chulkina A.A. Influence of pore shape and orientation on the internal demagnetisation coefficient of porous magnetic materials // Defectoskopiya. 2001. No. 3. P. 31—37. (In Russian).
  30. Takács J., Kovács G., Varga L.K. Internal Demagnetizing Factor in Ferrous Metals // Hindawi Publishing Corporation // Journal of Metallurgy. V. 2012. Article ID 752871. 5 p. doi: 10.1155/2012/752871
  31. Sandomirski S.G. Estimation of the Internal Demagnetizing Factor of Cast Iron from Its Measured Remanent Magnetization // Metally. 2013. No. 3. P. 88—94.
  32. Sandomirski S.G. Change in the relationship between the magnetic parameters of cast iron compared to steel under the influence of internal demagnetisation // Lit'e i metallurgija. 2014. No. 4. P. 105—108. (In Russian).
  33. Varga L.K., Kováčb J., Novák L. Determination of external and internal demagnetizing factors for strip-like amorphous ribbon samples // Journal of Magnetism and Magnetic Material. 2020. V. 507. P. 1—5.
  34. Mccann Steven M., Leach J., Reddy Subrayal M., Mercer T. Methods of investigating the demagnetization factors within assemblies of superparamagnetic nanoparticles // AIP Advances. 2022. V. 12. P. 075212-1—075212-12. doi: 10.1063/5.0095899
  35. Kljuev V.V., Sandomirski S.G. Analysis and synthesis of structure-sensitive magnetic parameters of steels. Moscow: Izdatel'skij dom «SPEKTR», 2017. 248 p. (In Russian).
  36. GOST 8.377—80. Magnetically soft materials. Methodology of measurements for determination of static magnetic characteristics. Moscow: Izdatel'stvo standartov, 1986. 22 p. (In Russian).
  37. Chernyshev E.T, Chechurina E.N., Chernysheva N.G., Studencov N.V. Magnetic measurements. Moscow: Izdatel'stvo standartov, 1969. 248 p.
  38. Sandomirski S.G. Determining the Anhysteretic Magnetization Curve for a Ferromagnetic Material According to the Limiting Loop Parameters of Its Magnetic Hysteresis // Electrotechnika. 2023. No. 10. P. 55—60.
  39. Janus R.I. Magnetic defectoscopy. Moscow—Leningrad: Gostehizdat, 1946. 171 p. (In Russian).
  40. Sandomirski S.G. Sensitivity of Remanent Magnetization of Ferromagnetic Components to the Magnetic Characteristics of Their Materials and Geometrical Parameters // Defectoskopiya. 1990. No.12. P. 53—59.
  41. Sandomirski S.G. Enhancement of structural sensitivity of residual magnetization and coercivity of steels // Defectoskopiya. 2023. No. 8. P. 62—64. (In Russian).
  42. Bida G.V., Nichipuruk A.P. Magnetic Properties of Heat-Treated Steels. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2005. 218 p. (In Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences