電磁無損檢測是利用材料在電磁場作用下呈現出的電學或磁學性質的變化，判斷材料內部組織及有關性能的試驗方法。電磁方法檢測材料表面具有檢測靈敏度高、信號藕合簡單、方便等優點，廣泛應用於工業生產與科學研究中，是無損檢測技術的一個重要分支。目前鋼鐵件表面加熱淬火後硬化層深度(的的測定，通常用金相法(由表面測至50%馬氏體區)、硬度法(按半馬氏體區硬度為準)和酸蝕法來測定。而這些方法都是破壞性的，無法實現100%檢測。本文通過分析磁矯頑力與淬硬層深度之間的關係，試製了一種應用電磁原理、採用微機控制的硬化層深度電磁無損檢測儀(DWY一1)。
1檢測原理
1.1鋼鐵材料表面加熱淬火後的金相組織
鋼鐵材料經表面加熱淬火後的金相組織與加熱溫度沿截面分布有關。一般可分為淬硬層(I)，過渡層(11)和心部組織(m)三部分，如圖1所示。其中第工區加熱溫度高於弋，淬火後得到全部馬氏體組織，稱全淬硬層。第11區，加熱溫度在人:一Acl之間，淬火後得到馬氏體十鐵素體組織，稱過渡層。第m區，加熱溫度低於Acl為原始組織。
1.2鋼鐵材料的磁特性
除奧氏體不鏽鋼外，一般鋼都是鐵磁性材料，都具有如圖2所示表面加熱淬火後組織與硬度的分布的磁特性。一些表示磁特性的參數，如磁感應強度、磁導率、矯頑力等都與金屬及合金的晶粒大小、形狀、第相分布相關。鋼鐵件經過熱處理後，組織結構發生變化，磁性參數也隨之變化。大量實驗證明，如將不同含碳量的鋼，經不同熱處理後，測量各磁性參數和硬度、含碳量之間的關係，便可發現矯頑力和含碳量、硬度關係為最好。從圖3所示碳鋼的硬度、矯頑力和含碳量之間的關係曲線，可以看出，硬度和矯頑力都隨含碳量增高而上升。其中當碳鋼的含碳量小於或等於0.6%時，在相同的熱處理條件下，矯頑力Hc與鋼的含碳量成正比，當含碳量大於0.6%時，矯頑力HC與鋼的含碳量成單值對應關係，當回火溫度低於300℃時，不同成分的碳鋼經不同的熱處理後，其硬度和矯頑力之間基本上呈直線關係，見圖4。
1.3電磁檢測原理
由金屬及合金的鐵磁性可知，馬氏體的矯頑力為最高，珠光體次之，鐵素體為最低。因此，可以通過測量工件淬火後的矯頑力來檢測淬硬層的深度。
磁性檢測儀的磁路模型如圖5所示，在被測工件的表面上放置一個門字型的電磁鐵，電磁鐵中間放置霍爾元件，用以測量磁路中的磁通量，當磁化線圈通過直流電後，電磁鐵與被測工件便組成一個閉合磁路。測量時先用飽和勵磁電流Im將工件局部磁化，然後通人反向退磁電流Ic，當反向電流增加到使磁感應強度Br=O時，測出此時對應的反向電流值Ic，根據安培環路定律，可列出如下方程:
式中:Fc一總磁勢;
N一探頭電磁線圈匝數;
HcZ一淬硬層的矯頑力;
Ic一反向電流強度;
Hcl一探頭電磁鐵的矯頑力;
Hc3一未淬硬部分的矯頑力;
佔一淬硬層部分磁路長，即淬硬層深度;
Ll一探頭電磁鐵的磁路長;
L3一未淬硬部分的磁路長;
當工件未淬火時(1)式為:
因此:
其中:} H}z一Hc3)對於相同鋼種，相同熱處理條件的同種工件為定值，其值可通過實驗測得。因此，與8成線性關係，通過測量△I。值便可測出淬硬層深度8值。
測試系統原理框圖如圖6所示，由微機控制整個系統的檢測過程和數據處理。
2 檢測方法
2.1原材料平均1的測定
表面淬火前，我們將所有工件進行逐件檢測、分組，並計算每組平均Ic。這樣不僅可測定每組平均I。值，而且可以通過分組解決相同牌號不同爐號鋼材的電磁特性相差較大而造成的測量誤差，同時通過檢測還可進行混料分選。
2.2表面淬火後Ic『的測定及佔值的確定
表面淬火後我們用同樣的方法對工件進行逐件檢測，測出每個工件的Ic、值。並由△Ic、Ic(Hc:一Hc3)確定每個工件的淬硬層深度佔值。
3實例
根據上述原理，我們設計了一臺電磁無損檢測儀(DWY一1)。用於對某廠生產的曲軸進行淬硬層深度無損檢測。該曲軸材料為47MnTi感應加熱淬火，180一220℃低溫回火後要求到HRc45處淬硬層深度為5-5.smm。我們在生產現場任意抽取工件20件。首先採用硬度法即用顯微硬度計測硬度法測量淬硬層深度，然後用DWY一1型電磁無損檢測儀進行測量，結果見表1。可以發現測量誤差不超過0.Zmm完全滿足生產的需要。
4誤差分析
產生上述測量誤差的主要原因為，工件經熱處理後產生變形，導致工件與探頭鐵心之間出現間隙;工件在機加工過程中產生尺寸偏差，使得工件與探頭鐵心接觸不夠緊密;工件的表面質量不佳，如存在氧化皮、鐵鏽等。由於空氣隙的磁導率遠遠小於鐵心和工件的磁導率，所以空氣隙處的磁阻很大，影響了反向電流Ic的值。
5結論
基於矯頑力研製成功的DWY一1型電磁無損檢測儀能實現淬硬層深度的無損檢測且能滿足生產的需要。