저합금강의 Barkhausen 소음 방출에 대한 자벽 두께, 밀도 및 정렬의 영향

Sep 13, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 5687(2023) 이 기사 인용

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이 연구는 Barkhausen 소음 방출을 통해 다양한 항복 강도(235-1100MPa 범위에서 다양)를 갖는 저합금강의 특성을 다루고 있습니다. 이 연구에서는 저합금강과 잔류 응력 상태, 전위 밀도로 표현되는 미세 구조, 입자 크기, 우세한 위상 및 관련 측면과 같이 Barkhausen 소음에 기여하는 모든 중요한 측면을 구별하기 위해 이 기술의 잠재력을 조사합니다. 자벽 하부 구조(자벽 벽 두께, 에너지, 매트릭스 내 간격 및 밀도). 압연 및 횡방향의 Barkhausen 소음은 항복 강도(최대 500 MPa) 및 페라이트의 해당 결정립 미세화와 함께 증가합니다. 고강도 매트릭스에서 마르텐사이트 변태가 발생하자마자 이러한 진화는 포화되고 압연 방향을 희생시키면서 가로 방향의 Barkhausen 소음이 증가할 때 현저한 자기 이방성이 발생합니다. 자벽 두께뿐만 아니라 잔류 응력의 기여도는 미미하며 Barkhausen 소음의 진화는 자벽 벽의 밀도와 재배열에 의해 주도됩니다.

저강도, 중간 강도 또는 고강도의 저합금강(LAS)은 자동차, 토목(교량), 항공우주 또는 석유화학 산업의 다양한 응용 분야에 자주 사용됩니다1,2. 우수한 기계 가공성, 열간 성형성 및 용접성을 지닌 이러한 강은 가격과 기능적 특성 간의 만족스러운 비율로 인해 부품 생산에 자주 제안됩니다. 이러한 강철을 생산할 수 있는 다양한 열역학적 방식을 통해 피로 저항성, 마찰 및 충격 마모에 대한 저항성, 파괴 인성, 내식성 등과 관련하여 매트릭스를 맞춤화할 수 있습니다.1. LAS는 변형의 복잡한 메커니즘을 더 잘 이해하고 기능에 영향을 미치는 일부 측면의 기여를 탐색하기 위해 깊이 연구되었습니다. Zhao 등3은 단열 가열과 마찰을 제거하기 위해 열간 성형 중 유동 응력을 수정했습니다. Li 등4은 원형 TiC 입자를 사용하여 고강도 LAS의 강도를 증가시켰습니다. Yu 등5은 결정학 및 해당 경도와 관련하여 고강도 LAS의 경화성을 조사했습니다. Wang 등6은 Cu 함량과 관련하여 고강도 LAS의 인성을 연구했습니다. Alipooramirabad 등7은 중성자 회절을 사용하여 현장에서 고강도 LAS 용접의 변형 완화를 연구했습니다.

처리 후 LAS로 만들어진 구성 요소를 모니터링하면 허용할 수 없는 미세 구조 상태 또는 잔류 응력을 파악하는 데 도움이 됩니다. 제조 공정 중 많은 조건은 일정하게 유지되지만 일부 조건은 무작위로 또는 절삭 공구 마모, 전달된 본체의 이질성 등으로 인해 변동될 수 있습니다. 이러한 이유로 이러한 목적에 사용되는 빠르고 안정적인 기술이 도움이 될 수 있습니다. . LAS는 인접한 도메인이 도메인 벽(DW)으로 분리된 도메인 구조를 포함하는 강자성체입니다. 침전물, 결정립계 또는 전위 엉킴과 같은 고정 부위의 존재로 인해 시간에 따라 변하는 자기장 하에서 DW의 움직임은 부드럽지 않으며 불연속적이고 비가역적인 점프 형태로 발생합니다8,9. 움직이는 각 DW는 전자기 펄스를 생성하지만 DW의 집합적인 움직임은 클러스터링의 결과로 눈사태 형태로 발생합니다. 이러한 중첩 펄스는 ​​자유 표면의 적절한 코일에 의해 MBN(자기 바르크하우젠 잡음)9으로 감지될 수 있습니다.

가변 강도의 LAS는 이미 MBN에서 조사되었습니다. 이전 기사13에서는 소성 변형의 함수로 235MPa의 항복 강도(σYS)를 갖는 LAS에서 MBN의 현장 및 현장 조사를 설명하고 상당한 자기 이방성과 MBN의 감쇠를 다음과 같이 보고했습니다. 전위 밀도가 증가한 결과입니다. 또한 Schmidova 등14은 IF강에서 소성 불안정성을 넘어서는 놀라운 자기 이방성을 보고했습니다. Antonio et al.15는 입자와 해당 도메인 구조 단편화가 소성 변형 후 MBN에 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다. Piotrowski et al.16은 90° 및 180° DW 밀도의 함수로 소성 변형 후 MBN의 진화를 측정했습니다. Kikuchi et al.17은 세포 전위 구조의 결과로 MBN 봉투가 더 높은 자기장 쪽으로 이동한다는 것을 발견했습니다.