铜作为最常见的有色金属之一,因其具有良好的延展性、抗拉性以及耐蚀性等一系列优点,在电子电气、交通运输、机械制造等行业中得到了广泛的应用。高纯铜相比于一般的铜材料具有更加优异的物理性能,在高精尖技术领域如超导、航空航天中甚至能被用来代替一些价格高昂的稀有金属材料。随着我国产业升级的进行,各种工程材料服役的新环境也愈加苛刻。高强载荷下非铁磁性金属的应力损伤作为材料损伤断裂的一种典型方式,也是与材料使用过程紧密相关的重要安全性问题。目前,对于工程金属材料损伤磁法监测的研究多集中于常见的铁磁性材料,通过利用材料其自身的磁性能参数变化对材料损伤状态进行判断。相比于铁磁性材料,非铁磁性材料的磁饱和磁化强度低、在应力损伤状态下表现的磁特性十分微弱,这使得对非铁磁性材料的损伤研究仍存在许多亟待解决的难题。弱磁检测技术作为一种新型的磁表征无损检测技术,为非铁磁性材料存在的机械损伤进行磁法表征提供了一定的理论和实验依据,但是针对非铁磁性材料应力损伤状态变化的评判并不完善。因此,本文针对非铁磁性材料应力损伤演化过程中的磁法表征问题开展相关试验研究。本文以高纯铜为研究对象,通过构建基于弱磁检测技术的高纯铜力—磁监测系统,在弱磁检测技术的基础上开展了有关磁性能参数的研究,揭示了不同应力状态下高纯铜材料磁感应强度的变化规律;其次,建立了高纯铜内部微观结构特征与所采集到的磁感应强度信号映射关系,构建了位错—磁感应强度模型,分析了高纯铜材料磁感应强度和位错密度之间的关系,在理论上证明了利用宏观磁信号对材料内部微观结构状态判断的可行性;进一步地,通过对制备的高纯铜试样进行化学成分和缺陷区域显微形貌分析,获得了材料微观形态特征;在宏观磁信号变化的基础上结合不同应力损伤状态下高纯铜材料的微观组织结构,将高纯铜材料在拉伸断裂过程中的内部微观结构演变与宏观弱磁信号变化相关联,提出了一种基于弱磁检测技术的高纯铜应力损伤监测与分析的新方法,解决了高纯铜材料应力损伤在线监测与内部微观结构状态监测的难题。试验结果表明:弹性变形阶段的高纯铜应变为0%～5%,材料内部存在着少量的位错,监测到的磁感应强度信号变化不明显;强化阶段时高纯铜应变增加到5%～48%,此时材料内部位错密度增大且内部晶格处形成位错墙,磁感应强度信号随着拉伸应力的增大而下降;颈缩断裂阶段高纯铜应变增加到48%～52%,其内部晶格处的位错密度逐渐趋于稳定,并且伴随着次滑移带的出现,同时滑移带的数量及密度均在增加,磁感应强度信号较强化阶段无异,仍为表现为小幅度的脉冲波动;随着拉应力的增加当高纯铜产生断裂时,监测到的磁感应强度信号发生骤降。上述变化过程证实本文所建立的位错—磁感应强度模型可以准确描述试验揭示的非铁磁性材料的磁感应强度信号随应力损伤的变化规律。针对传统无损检测方法对高纯铜应力损伤状态监测精度低的问题,提出了一种基于磁感应强度的非铁磁性材料应力损伤状态的磁表征方法,构建了位错—磁感应强度模型,揭示材料内部微观结构与宏观磁信号响应之间的内禀关系,为实际工程应用中非铁磁性材料的应力损伤监测提供了可靠的理论基础与试验依据。