Везде

RAS PhysicsДефектоскопия Russian Journal of Nondestructive Testing

  • ISSN (Print) 0130-3082
  • ISSN (Online) 3034-4980

APPLICABILITY OF MAGNETIC MEASUREMENTS TO THE DETECTION OF FRACTURE NUCLEATION IN 09G2S STEEL

You can
PII
S3034498025120048-1
DOI
10.7868/S3034498025120048
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Yu.V. Khudorozhkova
  • Affiliation: Institute of Engineering Science, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
A.M. Povolotskaya
  • Affiliation:
    Institute of Engineering Science, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
    M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
S.V. Burov
  • Affiliation: Institute of Engineering Science, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
D.I. Vichuzhanin
  • Affiliation: Institute of Engineering Science, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Volume/ Edition
Volume / Issue number 12
Pages
35-47
Abstract
The paper presents results of local magnetic measurements at various regions of two 09G2S steel specimens plastically deformed by uniaxial tension. The first specimen was deformed to crack formation, while the second was deformed to the initiation of necking (before the initiation of strain localization). Magnetic characteristics were determined in both the major magnetization reversal cycle and the minor magnetization reversal cycles in medium and weak fields. The fundamental possibility of applicability of locally measured magnetic properties of plastically deformed steel products in the minor magnetization reversal cycles in medium and weak fields to the detection of potential nuclei is experimentally demonstrated. It is shown that the presence of peaks, their magnitudes, and the magnetic field strengths at which they form on the field dependence of differential magnetic permeability can be used to obtain information about the strain corresponding to the test object region.
Keywords
пластическая деформация одноосное растяжение очаг разрушения коэрцитивная сила дифференциальная магнитная проницаемость
Date of publication
01.12.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
33

References

  1. 1. Dias M.B.S., Landgraf F.J.G. Compressive stress effects on magnetic properties of uncoated grain oriented electrical steel // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 504. Art. no. 166566. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2020.166566.
  2. 2. Roskosz M., Fryczowski K. Magnetic methods of characterization of active stresses in steel elements // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2020. V. 499. Art. no. 166272.
  3. 3. Perevertov O. Influence of the applied elastic tensile and compressive stress on the hysteresis curves of Fe-3%Si non-oriented steel // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017. V. 428. P. 223—228. DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.12.040
  4. 4. Leuning N., Steentjes S., Schulte M., Bleck W., Hameyer K. Effect of elastic and plastic tensile mechanical loading on the magnetic properties of NGO electrical steel // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2016. V. 417. P. 42—48. DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.05.049
  5. 5. Агиней Р.В., Исламов Р.Р., Мамедова Э.А. Определение напряженно-деформированного состояния участка трубопровода под давлением по результатам измерения коэрцитивной силы // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 3. С. 284—294.
  6. 6. Aginey R.V., Islamov R.R., Mammadova E.A. Determination of the stress-strain state of a pipeline section under pressure based on the results of measuring coercive force // Nauka Tekhnol. Truboprovodn. Transp. Nefti Nefteprod. 2019. V. 9. No. 3. P. 284–294.
  7. 7. Бердник М.М., Бердник А.Г. Перспективы применения коэрцитиметрии для оценки параметров напряженно-деформированного состояния конструкций // Технология машиностроения. 2019. № 1. С. 37—43.
  8. 8. Berdnik M.M., Berdnik A.G. Prospects for the use of coercimetry to assess the parameters of the stressstrain state of structures // Tekhnol. Mashinostr. 2019. No. 1. P. 37–43.
  9. 9. Shulu Feng, Zhijiu Ai, Jian Liu, Jiayi He, Yukun Li, Qifeng Peng, Chengkun Li. Study on Coercivity-Stress Relationship of X80 Steel under Biaxial Stress // Advances in Materials Science and Engineering. 2022. V. 2022. Art. no. 2510505. DOI: 10.1155/2022/2510505
  10. 10. Yongjian Li, Shiping Song, Yu Dou, Tao Chen. Influence of tensile stress on the magnetic properties of ultra-thin grain-oriented electrical steel // AIP Advances. 2023. V. 13. Art. no. 025223. DOI: 10.1063/9.0000468
  11. 11. Кулеев В.Г., Царькова Т.П., Сажина Е.Ю., Дорошек А.С. О влиянии пластической деформации малоуглеродистых ферромагнитных сталей на изменение формы их петель гистерезиса и зависимостей дифференциальной проницаемости от поля // Дефектоскопия. 2015. № 12. С. 32—45.
  12. 12. Kuleev V.G., Tsar'kova T.P., Sazhina E.Yu., Doroshek A.S. On the influence of plastic deformations of low-carbon ferromagnetic steels on the changes in the shapes of their hysteresis loops and the field dependences of the differential permeability // Defectoskopiya. 2015. No. 12. P. 32—45.
  13. 13. Костин В.Н., Царькова Т.П., Ничипурук А.П., Лоскутов В.Е., Лопатин В.В., Костин К.В. Необратимые изменения намагниченности как индикаторы напряженно-деформированного состояния ферромагнитных объектов // Дефектоскопия. 2009. № 11. С. 54—67.
  14. 14. Kostin V.N., Tsar'kova T.P., Nichipuruk A.P., Loskutov V.E., Lopatin V.V., Kostin K.V. Irreversible Changes in the Magnetization as Indicators of Stressed-Strained State of Ferromagnetic Objects // Defectoskopiya. 2009. No. 11. P. 54—67.
  15. 15. Костин В.Н., Василенко О.Н., Филатенков Д.Ю., Чекасина Ю.А., Сербин Е.Д. Магнитные и магнитоакустические параметры контроля напряженно-деформированного состояния углеродистых сталей, подвергнутых холодной пластической деформации и отжигу // Дефектоскопия. 2015. № 10. С. 33—41.
  16. 16. Kostin V.N., Vasilenko O.N., Filatenkov D.Y., Chekasina Y.A., Serbin E.D. Irreversible Magnetic and Magnetoacoustic Testing Parameters of the Stressed–Strained State of Carbon Steels That were Subjected to a Cold Plastic Deformation and Annealing // Defectoskopiya. 2015. No. 10. P. 33—41.
  17. 17. Поволоцкая А.М., Костин В.Н., Мушников А.Н., Перов В.Н. Сопоставление чувствительности магнитных параметров к пластическому растяжению сталей 20ГН и 08Х15Н5Д2Т // Дефектоскопия. 2025. № 10. С. 25—33.
  18. 18. Povolotskaya A.M., Kostin V.N., Mushnikov A.N., Perov V.N. Comparison of the Sensitivity of Magnetic Parameters to Plastic Tension of 20GN and 08Kh15N5D2T Steels // Defectoskopiya. 2025. No. 10. P. 25—33.
  19. 19. Горкунов Э.С., Поволоцкая А.М., Соловьев К.Е., Задворкин С.М. Влияние пластической деформации и зон ее локализации на магнитные характеристики стали 45 // Дефектоскопия. 2009. № 8. С. 3—9.
  20. 20. Gorkunov E.S., Povolotskaya A.M., Solov’ev K.E., Zadvorkin S.M. Effect of Plastic Deformation and Its Localization Zones on Magnetic Characteristics of Steel 45 // Defectoskopiya. 2009. No. 8. P. 3—9. DOI: 10.1134/S1061830909080014
  21. 21. Zadvorkin S.M., Povolotskaya A.M. Detecting plastic strain localization zones in steel products by the results of magnetic measurements // Procedia Structural Integrity. 2022. V. 40. P. 455—460. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.04.062.
  22. 22. Khudorozhkova Yu.V., Zadvorkin S.M., Burov S.V., Kamantsev I.S. Detection of Prefracture Zones in Structural Materials by Magnetic and Optical Methods // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2023. Is. 1. P. 24—40.
  23. 23. Khudorozhkova Yu.V., Povolotskaya A.M. On the Possibility of Detecting Potential Fracture Nuclei in the 09G2S Steel by Magnetic Measurements // Procedia Structural Integrity. 2024. V. 65. P. 121—126. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2024.11.019.
  24. 24. Vicena F. On the influence of dislocations on the coercive force of ferromagnetics // Czechoslovak Journal of Physics. 1955. V. 5 (4). P. 480—501.
  25. 25. Bilger H., Träuble H. Temperatur und Verformungsabhangikeit der Koerzitivfeldstarke von Eisen Einkristallen // Physica Status Solidi. 1965. V. 10. P. 755—759.
  26. 26. Träuble H. Magnetisierungskurve und magnetische Hysterese ferromagnetischer Einkristall. Heidelberg, Berlin, Springer, New York, 1966. 318 p.
  27. 27. Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. М.: Наука, 1993. 252 с.
  28. 28. Mikheev M.N., Gorkunov E.S. Magnetic methods of structural analysis and nondestructive testing. Moscow: Nauka, 1993.
  29. 29. Смирнов С.В., Швейкин В.П. Пластичность и деформируемость углеродистых сталей при обработке давлением. Екатеринбург: УрО РАН, 2009. 250 с.
  30. 30. Smirnov S.V., Shveikin V.P. Plasticity and deformability of carbon steels during pressure treatment. Еkaterinburg: UB RAS, 2009. 250 p.
  31. 31. Nichipuruk A.P., Noskova N.I., Gorkunov E.S., Ponomareva E.G., Volkova B.I., Temryukh V.M. Structure and magnetic properties of steam pipes of 12Kh1MF after a long time operation under creep conditions // Defectoskopiya. 1995. No. 7. P. 62—67.
  32. 32. Gorkunov E.S. Magnetic structural-phase analysis as applied to diagnosing and evaluating the lifetime of products and structural components. Part I // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. 2015. Is. 1. P. 6—40.
  33. 33. Gorkunov E.S., Povolotskaya A.M., Zadvorkin S.M., Putilova E.A., Mushnikov A.N. The Effect of Cyclic Preloading on the Magnetic Behavior of the Hot-Rolled 08G2B Steel Under Elastic Uniaxial Tension // Research in Nondestructive Evaluation. 2021. V. 32. No. 6. P. 276—294.
  34. 34. Путилова Е.А., Мушников А.Н., Поволоцкая А.М., Горулева Л.С., Крючева К.Д. Особенности изменения структуры и магнитных параметров стали мартенситного класса под действием пластического деформирования // Металловедение и термическая обработка металлов. 2024. Т. 66. № 6 (828). C. 66—73. DOI: 10.30906/mitom.2024.6.66-73
  35. 35. Putilova E.A., Mushnikov A.N., Povolotskaya A.M., Goruleva L.S., Krucheva K.D. Variations in the Structure and Magnetic Parameters of Martensitic Steel Induced by Plastic Deformation // Metal Science and Heat Treatment. 2024. V. 66. No. 6. P. 382—389. DOI: 10.1007/s11041-024-01061-x
  36. 36. Горкунов Э.С., Мушников А.Н. Магнитные методы оценки упругих напряжений в ферромагнитных сталях (обзор) // Контроль. Диагностика. 2020. Т. 23. № 12. С. 4—23.
  37. 37. Gorkunov E.S., Mushnikov A.N. Magnetic Methods of Evaluating Elastic Stresses in Ferromagnetic Steels (Review) // Kontrol. Diagnostika. 2020. V. 23. No. 12. P. 4—23.
  38. 38. Огнева М.С., Ничипурук А.П., Сташков А.Н. Локальное определение поля наведенной магнитной анизотропии и уровня остаточных механических напряжений в деформированных растяжением объектах из малоуглеродистых сталей // Дефектоскопия. 2016. № 11. С. 3—9.
  39. 39. Ogneva M.S., Nichipuruk A.P., Stashkov A.N. Local determination of the field of induced magnetic anisotropy and the level of residual mechanical stresses in tensile-deformed bodies made of low-carbon steels // Defectoskopiya. 2016. No. 11. P. 3—9.
  40. 40. Pal’a J., Stupakov O., Bydzovsky J., Tomas I., Novak V. Magnetic behavior of low-carbon steel in parallel and perpendicular directions to tensile deformation // J. Magn. Magn. Mater. 2007. V. 310. P. 57—62.
QR
Translate

Indexing

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library