陈洪恩，陈振茂，李 勇，李云飞

（西安交通大学 机械结构强度与振动国家重点实验室，西安 710049）

机械结构在加工制造和服役过程中，经常会出现不同程度的塑性变形。塑性变形的存在会降低材料的疲劳寿命、断裂韧性等性能，对结构安全构成威胁。因此，对机械结构中的塑性变形进行定量无损评价具有重要意义。文章针对机械结构中常用的碳素钢材料，利用近年发展起来的巴克豪森噪声法和增量磁导率法，对材料磁学特性和塑性变形的相关性进行了研究，探讨了这两种方法对碳素钢塑性变形定量无损评价的可行性。

铁磁性材料具有磁畴结构。在外磁场作用下磁畴壁会发生位移或转动。磁畴壁移动和磁畴转动过程须不断克服材料内部存在的不均匀应力、杂质、空穴等因素造成的势能垒，因而为非连续的、跳跃式的不可逆运动。若将一导体线圈置于材料表面，并对材料施以交变磁场，则材料畴壁的不可逆跳跃将在线圈中感应出一系列电压脉冲信号，即为巴克豪森噪声信号［1－3］。由于巴克豪森噪声信号反映了材料中的微观缺陷状态，有望用于材料塑性变形的检测。

图1 增量磁导率概念图

如图1所示，对材料低频完整磁化过程中叠加一个高频交流磁化场，交流分量的磁导率即为增量磁导率［4－5］。增量磁导率为各磁化状态的局部磁导率，反映了材料内部磁特性。考虑到材料磁特性和塑性变形的相关性，增量磁导率也有可能用于塑性变形的检测。……