Ocena anizotropii naprężeń w warstwie niklu blachy bimetalowej Ti-Ni za pomocą metody analizy szumu Barkhausena

• Autorzy: Garstka T. , Rydz D. , Stradomski G.

Identyfikatory

DOI

10.15 199/67.2015.12.11

Warianty tytułu

EN

Estimation of stress anisotropy in nickel layer of bimetallic Ti-Ni plate by the method of Barkhausen noise analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych związanych z oceną anizotropii stanu naprężeń w warstwie niklu blachy bimetalowej Ti-Ni połączonej wybuchem. Ferromagnetyczne właściwości niklu pozwalają zastosować w tym celu nieniszczącą metodę magnetyczną wykorzystującą zależność zmian parametrów szumu Barkhausena od stanu naprężeń. Obiektem badań był pas blachy Ti-Ni o grubości warstw 1 mm, odcięty z brzegu całego arkusza. W kilku punktach próbki, wyznaczone zostały kierunkowe rozkłady intensywności szumu Barkhausena w funkcji kąta magnesowania. Pomiary przeprowadzono na obu stronach blachy, traktując warstwę tytanu jako szczelinę powietrzną pomiędzy jarzmem magnesującym a niklem. Otrzymane rezultaty wykazały istnienie znaczącej anizotropii własności magnetycznych w warstwie niklu zwłaszcza po stronie złącza, odpowiadającej dwuosiowemu stanowi naprężeń o odmiennych znakach, spowodowanemu intensywnymi odkształceniami w trakcie wybuchu. Również znaczne zróżnicowanie kierunków głównych osi naprężeń na długości próbki zostało zaobserwowane.

EN

In these paper results of experimental investigations connected with estimation of stress state in the nickel layer of explosively welded TiNi bimetallic plate. Ferromagnetic properties of the nickel create opportunity to apply non-destructive magnetic method based on dependence of changes of the Barkhausen noise parameters with stress state. The object of the investigation was a strip cut off from the edge of sheet of TiNi (1 mm + 1 mm) plate. In some points of the specimen, directional diagrams of Barkhausen noise intensity in function of magnetization’s angle were determined. The measurements were carried out on the both sides of the plate, where the titanium layer as the air gap between magnetization yoke and nickel was assumed. As results of this research, considerable anisotropy of magnetic properties in nickel, especially at bimetallic joint side was revealed, relating to the biaxial stress state with opposite signs and caused by strong deformations during explosion. Also, the significant differentiation in the directions of principal stress axes on the length of the sample was observed.

Słowa kluczowe

PL

Zjawisko Barkhausena; blacha bimetalowa; anizotropia; łączenie wybuchem

EN

Barkhausen effect; bimetallic plate; anisotropy; explosively welding

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 60, nr 12
• Strony: 712--717
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Garstka T.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Częstochowa

autor

Rydz D.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Częstochowa

autor

Stradomski G.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Częstochowa

Bibliografia

• 1. Prażmowski M., Paul H., Żok F.: Wpływ obróbki cieplnej na własności oraz strukturę bimetalu cyrkon/(stal węglowa) wykonanego technologią zgrzewania wybuchowego. Rudy Metale 2013, t. 58, nr 11, s. 644÷651.
• 2. Dyja H., Maranda A., Trębiński R.: Zastosowania technologii wybuchowych w inżynierii materiałowej. Wydaw. Wydz. Metalurgii Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2001.
• 3. Rydz D., Skoblik R., Wilczewski L.: Forming of explosively welded metal plates. Proceedings of International Symposium Research — Education — Technology. Gdańsk, Poland 2005, pp. 251÷254.
• 4. Bański R., Paul H., Prażmowski M., Miszczyk M.: Wpływ obróbki cieplnej na zmiany strukturalne oraz własności mechaniczne bimetali Ti/Ni wytwarzanych metodą spajania wybuchowego. Rudy Metale 2012, t. 57, nr 5, s. 312÷318.
• 5. Cinak M ., S vec P., S chrek A ., G ajdosova V.: The effect of plannar anisotropy on properties of tailor-welded blanks made of dual-phase steels. Hutnik — Wiadomości Hutnicze, 2014, vol. 81, no. 7, pp. 425÷429.
• 6. Buque C.,Tirschler W., Holste C.: Analysis of local variations of internal stresses in cyclically deformed nickel crystal by Barkhausen noise measurements, Material Science and Engineering 1966, A 215, pp. 168÷174.
• 7. Nishihara H., Taniguchi S., Maeda H., Oguro I,. Harada M., Ogino T., Matsumoto S., Shindo Y., Ohtsuka S.: The effect of mechanical stress on Barkhausen noises from heat-treated nickel plates. Proceedings of 12th Asia-Pacific Conference on NDT, Auckland, New Zealand, 2006.
• 8. Clapham L ., K rause T. W., O lsen H ., M a B ., Atherton D. L . Clark P., Holden M.: Characetrization of texture and residual stress in a section of 610 pipeline steel. NDT&E International, 1995, vol. 28, no. 2, pp. 73÷82.
• 9. Piotrowski L., Chmielewski M., Augustyniak M., Maciakowski P., Prokop K.: Stress anisotropy characterisation with help of Barkhausen effect detector with adjustable magnetic field direction, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. 2015, vol. 48, no. 2, 3, pp. 163÷170.
• 10. Augustyniak B.: Zjawiska magnetosprężyste i ich wykorzystanie w nieniszczących badaniach materiałów. Wydaw. Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2003.
• 11. Garstka T.: System pomiarowy do badań właściwości wyrobów stalowych z wykorzystaniem zjawiska Barkhausena. Pomiary Automatyka Robotyka. 2008, nr 6, s. 58÷61.
• 12. Garstka T.: Analiza pomiaru naprężeń własnych metodą Barkhausena z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych. WIPMiFS PCz, Częstochowa 2007 [praca doktorska].
• 13. Garstka T., Rydz D.: Explosively welded Ti-Ni bimetallic plate characteristic by Barkhausen noise. Book of Abstracts. International Scientific Conference Magnetic Measurements 2015, Košice, Slovakia, 25-28th August 2015, p. 100.
• 14. Denkena B., Breidenstein B., Spille Ch.: Application of Barkhausen noise directional diagrams for thin steel sheet. Proceedings of 5th International Conference on Barkhausen Noise and Micromagnetic Testing. Petten. The Netherlands. 2005, pp. 83÷90.
• 15. Vengrinovich V., Tsukerman V. L.: Stress and texture measurement using Barkhausen noise and angular scanning of driving magnetic field. Proceedings of 15th WCDNT — World Conference on Nondestructive Testing, Montreal 2004.
• 16. Stefanita C. G., Atherton D. L., Clapham L.: Plastic versus elastic deformation effects on magnetic Barkhausen noise in steel. Acta mater. 2000, vol. 48, pp. 3545÷3551.
• 17. Garstka T., Koczurkiewicz B., Golański G.: Diagnostic examinations of P265GH boiler steel plate. Advances in Material Science. 2010, vol.10, no.4(26), pp. 81÷92.
• 18. Rułka R.: Metoda oceny, własności i stanu materiałów ferromagnetycznych oparta na wykorzystaniu zjawiska Barkhausena. IPPT PAN, Warszawa 1980 [praca doktorska].
• 19. Dhar A., Jagadish C., Atherton D. L.: Using the Barkhausen effect to determine the easy axis of magnetization in steels. Mater Eval 1992, vol. 50, pp. 1139÷1141.