آناليز سيگنال هاي بارك هازون در ارزيابي غير مخرب اندازه دانه و خواص مكانيكي ورق هاي فولادي

Analyzing Barkhausen Noise to evalute grain size and mechanical properties of steel sheets

اندازه دانه يكي از مهمترين پارامترهاي موثر خواص مكانيكي قطعات فولادي مي باشد. به طور معمول، براي بدست آوردن اندازه دانه از روش هاي مخرب استفاده مي شود. روش جديد و نوين آناليز سيگنال هاي بارك هازون (BN) به عنوان يك آزمون غير مخرب قابليت استفاده به صورت آنلاين و اتوماتيك در خطوط توليد در صنعت، را دارد. مشخصات اين سيگنال ها به خواص فيزيكي مواد (خواص مغناطيسي)، كه اين خواص تحت تاثير ميكروساختار، اندازه دانه، تركيب شيميايي و تنش هاي پسماند هستند، وابسته اند. براي توليد نمونه ها با اندازه دانه هاي متفاوت ورق هايي از جنس فولاد كم كربن در دماهاي مختلف آستنيته، و سپس با سرعت هاي متفاوت سرد شدند. تفاوت چگالي مرزدانه در نمونه ها با اندازه دانه هاي مختلف حركات DW را تحت تاثير مي گذارد. در اين پژوهش نتايج آناليز سيگنال هاي BN بدست آمده از نمونه ها با اندازه دانه هاي مختلف، با نتايج اندازه گيري اندازه دانه با نرم افزار تصوير Clemex و نتايج بدست آمده از آزمون كشش مقايسه شد، كه ارتباط خوبي بين اين نتايج را نشان مي دهد. به طور كلي شدت اين سيگنال ها با كاهش اندازه دانه، افزايش پيدا مي كند، كه اين به دليل كاهش چگالي مرز دانه به عنوان قفل كننده هاي DW است.

The grain size has the most influence on mechanical properties of sheet materials. Traditionally, destructive methods such as microstructure observation are used to determine grain size, combined with image processing software. These methods are time consuming and costly, in nature. In the industry and in mass production lines, time and cost are two importance factors. Barkhausen Noise analysis (BN) is a new nondestructive technique which can perform the test online. The BN method relies on physical properties (magnetic properties) of materials such as microstructure, grain size, chemical composition and residual stresses. The abrupt changes in magnetic flux in around a sample are the basic of this method. The change in magnetic field is due to abrupt motions of domain walls (DW). In the present a low carbon steel sheet was held in different austenite temperature (900-1050C°) and cooled in different rates. The density difference in grain boundaries in the samples with variation grain size has be key affect on domain wall motions. Finally, the analysis of BN signals was compared with grain size measurements via image processor software CLEMEX as well as tensile test results which show existence of a good correlation between these two methods. The fine-grain samples have larger BN signals, because of larger fractional volume of grain boundaries that act as pin sites for the domain walls unpinning.