随着我国工业化进程的不断加快,在工业生产过程中存在着许多承受往复或周期性复杂变化应力的设备及构件。如工业锅炉和各种压力容器等设备,始终处于复杂的交变荷载作用之下,其材料内部极易产生疲劳裂纹而形成疲劳损伤甚至发生破坏的现象,危及人身和设备安全,使工业生产和国民经济蒙受巨额损失。疲劳破坏表现为突然破坏,事先无明显的变形,采用常规的检测技术很难发现。金属磁记忆检测技术(Metal Magnetic Memory)能够利用微弱地磁场的存在,通过捕捉铁磁性构件局部应力集中区域发出的漏磁场信息,可以及时发现被检测结构内部潜藏的疲劳裂纹,还可对即将产生疲劳裂纹的区域作出预报,无须预处理,方便快捷。但目前,国内对于疲劳裂纹及应力集中区域磁记忆信号的判定,只能通过磁记忆曲线过“零”点和dHp/dX出现极值这两种方式进行,而两者的判别结果也并不可靠。同时,国内在工业热处理质量检测方面,对反映热处理质量的磁记忆信号变化特征研究较少,并且,对于疲劳裂纹的萌生、发展直至结构产生破坏过程的磁记忆信号变化特征的研究刚刚展开,工业上还没有形成用于疲劳损伤识别的磁记忆检测标准。据此,本文以两种常用钢材试件(分别为整体和焊接两种)为例,根据实验结果,对其经过热处理前后的磁记忆信号变化特征进行了分析和比较,并通过三点弯曲疲劳实验,根据疲劳裂纹在热处理前后的变化特征在磁记忆信号上的反映,提出了用于判别热处理质量的磁记忆检测信号的一般变化规律。同时,也指出了疲劳裂纹发展的不同阶段磁记忆信号的变化特征和规律。本文进行的主要工作有:首先,介绍了与研究内容相关的背景知识,包括金属磁记忆、疲劳断裂和热处理工艺等相关概念。然后,进一步分析裂纹尖端应力场与漏磁场之间的关系,以及温度场作用下金属晶体结构的改善对于降低构件集中应力产生的影响。其次,研究疲劳裂纹萌生和微观扩展阶段磁记忆信号的特征,包括漏磁场强度Hp(y)和磁记忆曲线的变化,分析热处理工艺对金属磁记忆信号产生的影响。而后,通过在不同实验条件(疲劳应力、材质、处理工艺)下,对试件疲劳裂纹宏观扩展直至破坏阶段的磁记忆信号测量,总结裂纹发展过程中及热处理前后Hp(y)和磁记忆曲线反映出的变化特征。同时,提出判断疲劳裂纹的产生位置和裂纹尖端应力发展程度的方法。再后,总结焊接结构的磁记忆曲线在不同实验阶段的变化规律,叙述了利用磁记忆信号的变化特征判别热处理工艺质量的方法。最后,综合各项实验内容,对不同实验阶段的磁记忆信号变化规律和特征进行总结;并对磁记忆检测技术的发展方向和应用前景进行了展望。