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Bewertung der magnetischen Mikrostruktur für die Schadensfrüherkennung

  • Die Mikrostruktur ferromagnetischer Materialien hat einen maßgeblichen Einfluss auf deren magnetischen Eigenschaften. Gerade bei niedrigen Feldstärken zeigen sich Parameter wie Koerzitivität, Permeabilität und Verlustleistung hoch sensitiv. Wir zeigen am Beispiel des unlegierten Baustahls S235JR, dass die magnetische Mikrostruktur an der Probenoberfläche in hohem Maße mit inhomogenen Dehnungen übereinstimmt. Zur Detektion der Kleinststreufelder verwenden wir speziell designte GMR Sensorik, die Sensitivität (3mV/V/kA/m) mit hoher Ortsauflösung (180 µm) vereint. Infolgedessen können wir auf eine aktive magnetische Anregung verzichten. Wir nutzen allein die sich durch magneto-mechanische Prozesse ausbildende „spontane“ magnetische Mikrostruktur des Materials. Das hervorragende Signal-Rausch-Verhältnis unserer GMR-Sensorik für inhomogene Streufelder erlaubt, schon geringe und lokal abgegrenzte plastische Deformationen in Form und Position reproduzierbar zu visualisieren. Die zugehörigenDie Mikrostruktur ferromagnetischer Materialien hat einen maßgeblichen Einfluss auf deren magnetischen Eigenschaften. Gerade bei niedrigen Feldstärken zeigen sich Parameter wie Koerzitivität, Permeabilität und Verlustleistung hoch sensitiv. Wir zeigen am Beispiel des unlegierten Baustahls S235JR, dass die magnetische Mikrostruktur an der Probenoberfläche in hohem Maße mit inhomogenen Dehnungen übereinstimmt. Zur Detektion der Kleinststreufelder verwenden wir speziell designte GMR Sensorik, die Sensitivität (3mV/V/kA/m) mit hoher Ortsauflösung (180 µm) vereint. Infolgedessen können wir auf eine aktive magnetische Anregung verzichten. Wir nutzen allein die sich durch magneto-mechanische Prozesse ausbildende „spontane“ magnetische Mikrostruktur des Materials. Das hervorragende Signal-Rausch-Verhältnis unserer GMR-Sensorik für inhomogene Streufelder erlaubt, schon geringe und lokal abgegrenzte plastische Deformationen in Form und Position reproduzierbar zu visualisieren. Die zugehörigen Signale zeigen die typische Sequenz von erhöhten positiven und negativen Normalkomponenten wie sie bei einer Rissanzeige der aktiven Streuflussprüfung (MFL - Magnetic Flux Leakage) beobachtet wird. Magnetisch kann eine plastische Zone daher als Vorstufe eines Risses betrachtet werden, deren relative Permeabilität für den Riss als Grenzfall zu μr = 1 tendiert.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autoren/innen:Robert Stegemann
Koautoren/innen:Matthias Pelkner, Nadja Sonntag, Marc Kreutzbruck, Birgit Skrotzki
Dokumenttyp:Posterpräsentation
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Deutsch
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.2 Experimentelle und modellbasierte Werkstoffmechanik
8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.4 Akustische und elektromagnetische Verfahren
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Baustahl; GMR-Sensorik; Heterogene plastische Deformation; Zugversuch
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradation von Werkstoffen und Materialien
Veranstaltung:DGZfP-Jahrestagung
Veranstaltungsort:Koblenz, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:22.05.2017
Enddatum der Veranstaltung:24.05.2017
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:29.05.2017
Referierte Publikation:Nein