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

Cover Page

Cite item

Full Text

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

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

About the authors

Yulia Viktorovna Khudorozhkova

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

Email: khjv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3832-1419
SPIN-code: 5883-6066
Scopus Author ID: 8601281200
ResearcherId: O-9221-2015

кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории технической диагностики ИМАШ УрО РАН

Russian Federation, 620049 Ekaterinburg, Komsomolskaya St., 34

Anna Moiseevna Povolotskaya

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

Author for correspondence.
Email: povolotskaya@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0002-8301-5069
SPIN-code: 5019-0410
Scopus Author ID: 6602866757
ResearcherId: AAP-9986-2020

старший научный сотрудник лаборатории комплексных методов контроля ИФМ УрО РАН; старший научный сотрудник лаборатории технической диагностики ИМАШ УрО РАН

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

Sergey Vladimirovich Burov

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

Email: burchitai@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0413-1054
SPIN-code: 3991-4070
Scopus Author ID: 57170111300
ResearcherId: D-4988-2016

научный сотрудник лаборатории конструкционного материаловедения ИМАШ УрО РАН

Russian Federation, 620049 Ekaterinburg, Komsomolskaya St., 34

Dmitry Ivanovich Vichuzhanin

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

Email: mmm@imach.uran.ru
ORCID iD: 0000-0002-6508-6859
SPIN-code: 4339-3993
Scopus Author ID: 6506310997
ResearcherId: D-8494-2016

старший научный сотрудник лаборатории микромеханики материалов ИМАШ УрО РАН

Russian Federation, 620049 Ekaterinburg, Komsomolskaya St., 34

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. Art. no. 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. 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
  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. 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.
  13. 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
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. Vicena F. On the influence of dislocations on the coercive force of ferromagnetics // Czechoslovak Journal of Physics. 1955. V. 5 (4). P. 480—501.
  18. Bilger H., Träuble H. Temperatur und Verformungsabhangikeit der Koerzitivfeldstarke von Eisen Einkristallen // Physica Status Solidi. 1965. V. 10. P. 755—759.
  19. Träuble H. Magnetisierungskurve und magnetische Hysterese ferromagnetischer Einkristall. Heidelberg, Berlin, Springer, New York, 1966. 318 p.
  20. Mikheev M.N., Gorkunov E.S. Magnetic methods of structural analysis and nondestructive testing. Moscow: Nauka, 1993.
  21. Smirnov S.V., Shveikin V.P. Plasticity and deformability of carbon steels during pressure treatment. Еkaterinburg: UB RAS, 2009. 250 p.
  22. 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.
  23. 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.
  24. 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.
  25. 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
  26. 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.
  27. 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.
  28. 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.
  29. P. 57—62.

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».