COMPARISON OF THE SENSITIVITY OF MAGNETIC PARAMETERS TO PLASTIC TENSION OF 20GN AND 08Kh15N5D2T STEELS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents results of studying the behavior of the critical field parameter determined by the shape of the major magnetic hysteresis loop in the region of predominant displacements of 90-degree domain boundaries for specimens of two steel classes (hull steel 20GN and maraging steel 08Kh15N5D2T) under their plastic tensile deformations to various levels. The sensitivities of this parameter and other magnetic characteristics to changes in the stress-strain state of the studied steels are compared. It is established that the coercive force and the critical field of hull steel 20GN monotonically changes in the entire range of plastic strain, while the sensitivity of the critical field to the value of strain is 4,8 times greater than the sensitivity of the coercive force. It has been shown that for assessing the state of products made of maraging steel 08Kh15N5D2T, multiparameter testing is recommended, which includes a combination of such parameters as critical field and residual induction

About the authors

Anna Moiseevna Povolotskaya

M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences;
Institute of Engineering Science, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: anna.povolotskaya.68@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8301-5069

кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории комплексных методов контроля ИФМ УрО РАН; старший научный сотрудник лаборатории технической диагностики ИМАШ УрО РАН

Russian Federation, 620108 Ekaterinburg, S. Kovalevskoy st., 18; 620049 Ekaterinburg, Komsomolskaya st., 34

Vladimir Nikolaevich Kostin

M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: kostin@imp.uran.ru
Russian Federation, 620108 Ekaterinburg, S. Kovalevskoy st., 18

Alexander Nikolaevich Mushnikov

Institute of Engineering Science, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: mushnikov@imach.uran.ru
Russian Federation, 620049 Ekaterinburg, Komsomolskaya st., 34

Vadim N. Perov

M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: perovadim22@gmail.com
Russian Federation, 620108 Ekaterinburg, S. Kovalevskoy st., 18

References

  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. P. 166566. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2020.166566.
  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. 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. 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. 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.
  6. 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.
  7. 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
  8. Li Yongjian, Song Shiping, Dou Yu, Chen Tao. 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
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. Mushnikov A.N., Povolotskaya A.M., Zadvorkin S.M., Kryucheva K.D. The Influence of Biaxial Symmetric Tension on the Magnetic Properties of a Composite Specimen Made of Two Steel Plates with Different Mechanical and Magnetic Properties // Defectoskopiya. 2024. No. 9. P. 25—39. doi: 10.31857/S0130308224090031
  13. Povolotskaya A.M., Mushnikov A.N. Effect of Plastic Deformation on the Magnetic Parameters and Magnetostriction of the 20GN Steel // Procedia Structural Integrity. 2022. V. 40. P. 359—364. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.04.048.
  14. 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
  15. Gorkunov E.S., Mitropol’skaya S.Yu., Zadvorkin S.M., Osintseva A.L., Vichuzhanin D.I. Peculiarities of deformation behavior of magnetic parameters of a maraging steel characterized by different degrees of precipitation hardening// Defectoskopiya. 2007. No. 9. P. 3—14.
  16. Stashkov A.N., Somova V.M., Sazhina E.Y., Stashkova L.A., Nogin V.S., Nichipuruk A.P. The magnetic properties of grade BHC-2УШ maraging steel subjected to plastic deformation // Defectoskopiya. 2013. No. 12. P. 41—52. doi: 10.1134/S013030821905004X
  17. Stashkov A.N., Somova V.M., Korkh Y.V., Ogneva M.S., Stashkova L.A., Sazhina E.Yu. Magnetic and acoustic techniques for determining the phase composition and destruction dynamics of plastically deformed cobalt-free martensite-aging steel // Defectoskopiya. 2015. No. 7. P. 433—444.
  18. Serbin E.D., Kostin V.N. On the possibility of evaluating magnetostriction characteristics of bulk ferromagnets based on their magnetic properties // Defectoskopiya. 2019. No. 5. P. 31—36. doi: 10.1134/S013030821905004X
  19. Choe G., Megdal B. High precision magnetostriction measurement employing the B-H looper bending method // IEEE Trans. Magn. 1999. V. 35. P. 3959—3961.
  20. Hill C.B., Hendren W.R., Bowman R.M., McGeehin P.K., Gubbins M.A., Venugopal V.A. Whole wafer magnetostriction metrology for magnetic films and multilayers // Measurement Science and Technology. 2013. V. 24. P. 1—6.
  21. Serbin E.D., Kostin V.N. Program for calculating the critical fields determined by the shape of the magnetic hysteresis loop and the magnetization curve of ferromagnetic materials “MgntstrSens”, R.F. Certificate of State Registration 2023660786. (In Russian).
  22. Anderson P.I., Moses A.J., Stanbury H.J. Assessment of the stress sensitivity of magnetostriction in grain-oriented silicon steel // IEEE Trans. Magn. 2007. V. 43. P. 3467—3476. https://doi.org/10.1109/TMAG.2007.893534.
  23. Wun-Fogle M., Restorff J.B., Cuseo J.M., Garshelis I.J., Bitar S. Magnetostriction and Magnetization of Common High Strength Steels // IEEE Trans. Magn. 2009. V. 45. No. 10. P. 4112—4115.
  24. Makar J.M., Tanner B.K. The effect of plastic deformation and residual stress on the permeability and magnetostriction of steels // J. Magn. Magn. Mater. 2000. V. 222. No. 3. P. 291—304.
  25. Kifer I.I., Semenovskaya I.B., Fomin I.N. On the relation between differential permeability and coercive force // Zavodskaya laboratoriya. 1969. No. 10. P. 1191—1193. (In Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».