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疲劳断裂是工程结构构件破坏的主要失效形式,疲劳失效研究对于确定工程材料的疲劳寿命十分重要。传统疲劳实验方法使用光滑试样,单轴、恒幅的应力条件下确定疲劳寿命。此方法得到Wolher曲线所需时间长达30天,至少需要13根试件。红外热像法具有无损、实时及非接触等优点,在科学研究中获得了广泛的应用。疲劳热像法作为红外热像法的研究方向之一,被用于快速获取金属疲劳性能,具有省时、省事的优点,更是引起了学者们的广泛关注。本文中利用红外成像技术,研究了443铁素体不锈钢、304奥氏体不锈钢和AZ31B镁合金在疲劳加载过程中的温度变化,分析了三种材料温度变化以及能量耗散的差异,并基于疲劳热像法得到了三种材料的疲劳性能。疲劳加载作用下,304和443的温度变化分为4个阶段,分别为：阶段Ⅰ-初始温升阶段,阶段Ⅱ-温度恒定阶段,阶段Ⅲ-温度迅速上升阶段,阶段Ⅳ-温度最后下降阶段。但对于镁合金,由于其加载过程中的加工硬化,温度变化分为5个阶段,阶段Ⅰ-初始温升阶段,阶段Ⅱ-温度下降阶段,阶段Ⅲ-温度恒定阶段,阶段Ⅳ-温度迅速上升阶段,阶段V-温度最后下降阶段。晶体结构的差异导致金属材料在外载作用下其塑性变形能力和能量耗散的差异。基于三种材料的温度变化以及能量法可得到,疲劳加载过程中304奥氏体不锈钢的能量耗散最大,443铁素体不锈钢次之,AZ31B镁合金的能量耗散最小,这主要与三种材料常温下的位错滑移有关。对于面心立方的304不锈钢,在常温下有12个滑移系,由于面心立方晶体的滑移面较多和致密度较大,因此,304在疲劳过程中能量耗散最大。对于体心立方的443铁素体不锈钢,在常温下同样共有12个滑移系,但是由于443的堆垛层错能较高,斜交滑移系容易发生交滑移,刃位错的交滑移会造成位错的塞积,导致加工硬化,所以能量耗散较小。对于密排六方晶格的AZ31B镁合金,在常温下滑移系只有3个,因此能量耗散最低。基于疲劳热像法快速得到了三种材料的疲劳极限和S-N曲线。传统S-N曲线得到443疲劳极限为277.7MPa、304疲劳极限为246.7MPa、AZ31B疲劳极限为108MPa, Loung法得到的443疲劳极限为310.5MPa、304疲劳极限为250.9MPa、AZ31B疲劳极限为110MPa,与S-N曲线所得到的结果相对误差分别为10.5%、1.7%、2.0%。