金属磁记忆信号的零点特征

　　金属磁记忆(metal magnetic memory , MMM)检测法是1997年由杜波夫教授为代表的俄罗斯专家提出的一种新型无损检测(Non-destructive testing, NDT)方法，被誉为21世纪崭新的诊断技术[1-5 ] . MMM检测法利用处于地球磁场中的铁磁性金属的磁性能在应力和变形集中区内产生不可逆转变化，在金属与空气边界出现磁导率跃变，其表面产生漏磁场，测试该漏磁场便可无损、准确地确定铁磁性金属构件上的应力集中区，即设备上最危险的区域[6-8]

　　该理论一经提出立即得到国际社会的重视，国内外学者开始研究MMM法的理论及其应用.MMM检测的根本在于对MMM检测信号的特征提取，能够从MMM检测信号中识别出缺陷的信号特征，以达到检测目的.

　　理论研究认为，在应力集中的位置，形成的漏磁场强度水平方向分量达到极大值，法向分量过零点[1，4].目前在应力集中的MMM检测信号特征研究中，普遍接受的是，应力集中区域周围漏磁场强度的法向分量Hp过零是MMM检测信号对应力集中的特征信号[1-3 ].

　　但是，在实践中发现，仅仅根据Hp过零点来判断应力集中是远远不够的[9-10].在有些情况下，没有过零点的位置也同样存在着应力集中.这个事实说明，Hp过零点与反映应力集中的关系存在着复杂性.因此，研究这种复杂性决定了MMM方法在检测工程中的应用.

　　笔者通过自行设计的拉伸实验，对预制裂纹的拉伸试件施加不同水平的载荷.在每个载荷水平下进行金属磁记忆方法检测，并分析检测信号过零点特征的变化规律.

　　1实验

　　1.1试样制备

　　实验材料采用X70管线钢，产地为武汉钢铁公司.试样的制备过程如下:

　　(1)在X70钢试件中截取样坯，切割面至试样边缘的距离不小于8 mm(距离为10 mm ).

　　(2)在铣床上按图1和表1加工试样.

　　(3)线切割制备裂纹，在试件上有效区的中心位置，首先加工一个Φ2的圆孔，然后按照图2加工.

　　1.2实验方案

　　为了研究不同大小的拉伸力作用下试件的MMM检测信号特征，在拉伸的弹性变形阶段进行了4次检测，在塑性变形阶段进行了4次检测，检测方向如图2中箭头所示.

　　试样在拉伸实验机上加载到一定的实验应力时，保持该实验应力不变，对试样有效区进行MMM检测.所有的MMM检测都是从图2中拉伸试样有效区的左端线开始，到右端线结束.检测时对应的应力如表2所示.

　　2分析

　　2.1 Hp过零点位置与应力集中位置的关系

　　对MMM检测所得结果的初步分析发现，Hp过零点位置与应力集中位置之间存在着复杂的关系.有些检测的结果没有发现Hp过零点的特征现象，如图3中对1号试样第1次检测的结果就没有Hp过零.