金属磁记忆检测技术的现状与发展

巾劂机械Ｉ．程第１４卷第ｔ０期２００３年５月下半月文章编号：１００４１３２Ｘ（２００３）１００８９２—０５

金属磁记忆检测技术的现状与发展

张卫民董韶平张之敬

摘要：金属磁记忆检测是目前无损检测领域的最新技术，适用于铁磁性

金属构件失效的早期诊断，在疲劳强度和寿命评估研究中极具潜力。介绍了

金属磁记忆效应的概念及国内外磁记一｝己检测技术的现状，分析了磁记忆检测

技术的特点和发展趋势，总结了目前磁记忆检测领域的研究进展。

关键词：金属磁记忆；无损检测；铁磁性材料；应力集中

中圈分类号：ＴＨ８７８．３文献标识码：Ａ

张卫民副教授

金属结构的各种微观缺陷和局部应力集中，是导致机械结构和设备失效乃至发生事故的重要原因。应力和缺陷之间存在着紧密的联系，在应力集中区域，腐蚀、疲劳和蠕变过程的发展最为剧烈；在微观缺陷区域，也往往存在较大的应力集中现象。因此，应力变形状况，特别是导致损伤的临界应力变形状况便成为评价机器设备零部件结构强度和可靠性的一个重要依据。而为了及时准确地找出最危险的应力集中区域，就必须开发出与其相关联的诊断方法和诊断手段。

ｌ９９７年，俄罗斯学者Ｄｏｕｂｏｖ…在国际无损检测学术会议上提出金属应力集中区金属微观变化磁记忆效应相关学说，并形成一套全新的无损检测与诊断技术——金属磁记忆（ｍｅｔａｌｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｍｏｒｙ，ＭＭＭ）技术。

金属磁记忆检测技术问世以来，在国际无损检测学界引起巨大反响。已有的研究工作表明，该项技术有着巨大的发展潜力，无论在理论研究还是实际应用方面，都有不少问题有待深入探讨。

１金属磁记忆检测的概念及现状

１．１金属磁记忆效应

铁磁性金属零件在加工和运行时，由于受载荷和地磁场共同作用，在应力和变形集中区域会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后不仅会保留，还与最大作用应力有关。金属构件表面的这种磁状态“记忆”着微观缺陷或应力集中的位置，即所谓的磁记忆效应““１。

基于金属磁记忆效应的基本原理制作的检测仪器．通过记录垂直于金属构件表面的磁场强度

收稿日期：２００２（）ｓ一２７

基金项目：北京市自然科学基金资助项目（３０１３０１０）

?８９２?分量沿某一方向的分布情况，可必对构件的应力集中程度以及是否存在微观缺陷进行评价。

１．２磁记忆方法和其它应力检测方法的比较在评定设备和结构应力变形状态时，已知的检测方法是很多的，如利用电阻应变效应测应力法”…、ｘ光检测法””、巴克豪森磁噪声法和磁声发射法”一１３３、超声波法【“”、利用残磁和矫顽力测量机械应力法““”等。

和上述检测方法相比，金属磁记忆检测方法获取的是金属零件被地磁场磁化后处于平衡状态的相对静止信息，不需要对被测表面进行任何磁化处理，完全利用地磁场作用下零件表面的“纯天然”磁信息进行工作，是一种被动检测方式。可以比其它方法更易实现检测仪器的小型化，并实现点磁测量”“。

金属磁记忆检测实质上是从金属表面拾取地磁场作用条件下的金属构件漏磁场信息，这和漏磁检测方法有相似之处。但金属磁记忆检测方法获取的是在微弱地磁场作用下构件本身具有的“天然”磁化信息，在这种状态下，金属零件的应力分布情况可以通过磁场分布清晰地显现出来。而漏磁检测所进行的人工磁化，其强度远远地超过了零件表面的“天然”磁信息，人工磁化的同时，重重地遮盖了零件表面反映的“天然”磁信息，因此漏磁检测无法从零件表面获取应力分布情况，但人工磁化增强了缺陷处的漏磁场强度，因此，漏磁检测在检测宏观缺陷时更具优势。金属磁记忆检测方法也可以发现缺陷，但主要是应力变化较为剧烈部位的微观信息，通过评价该部位应力集中程度来发现缺陷，因此金属磁记忆方法的优势应在检测肉眼难以发现的微缺陷方面，适用于早期诊断。

由于应力集中往往早于缺陷产生之前出现，

　万方数据