本文研究了磁导率检测技术,该技术基于探头闭合磁路中的感应电压与磁通量的变化率成正比的电磁感应原理,来检测试样的磁导率变化。它是一种新的电磁无损检测技术,可用于评估和检测铁磁构件的微观结构变化,如应力集中,疲劳损伤,结构相变和老化变质。本文首先结合磁导率检测相关理论,以试验研究为手段,设计高灵敏度的检测传感器,最后,将磁导率检测技术应用于铁磁材料的应力集中、疲劳损伤、热处理质量及性能评估。这对于推动磁导率检测技术在工程中的应用具有重要意义。以45号钢钢板为研究对象,分别采用恒压源和恒流源作为激励源,研究了检测灵敏度与激励频率及幅值、线圈匝数及其绕线截面积的关系;以430铁素体不锈钢试件为研究对象,采用恒压源作为激励源,研究了最优激励频率与激励电压幅值、线圈匝数及外加拉应力的关系,并设计出高灵敏度的检测传感器,搭建了高灵敏度检测技术平台。以恒压源作为激励源时,研究结果表明:在激励信号频率调节范围内,系统的检测灵敏度存在一极大值,即为检测系统的最优频率;系统检测灵敏度大小与交流激励信号的电压值呈线性增加趋势;系统的检测灵敏度与检测线圈的匝数呈线性增加关系,检测线圈匝数越多,系统的检测灵敏度就越高,而随激励线圈匝数的增加先升高后降低;系统的检测灵敏度与激励线圈的绕线截面积大小相关,随其增大而升高,与检测线圈绕线截面积的大小无关。以恒流源作为激励源时,研究结果表明:检测灵敏度随频率的增大,先增加后减小再增加,最后趋于定值,存在两个极值,即存在两个最优频率;随着正弦交流激励电流的增加而升高,并且呈现线性关系;随着激励线圈的匝数的增加先增加,而后饱和趋于恒定值,并且最优频率移向短频;随检测线圈匝数的增加而线性增加。最优检测频率随激励线圈匝数的增加而减小,而与检测线圈匝数、激励电压幅值无关,不随检测线圈匝数、激励电压幅值的变化而变化;最优检测频率与外加拉应力有关,当其超出试件的弹性变形阶段时,最优频率随拉应力的增大而增大,并且在均匀塑性变形阶段的后期增速缓慢。以45号钢钢板为研究对象,试验传感器参数优化结果:设置激励参数为U=5V,f=300Hz,激励线圈绕线截面积为0.0628mm~2、匝数N=300,检测线圈绕线截面积为0.01766mm~2、匝数N=400;激励电流值I=0.1App、f=1000Hz,激励线圈绕线截面积为0.0628mm~2、匝数N=400,检测线圈绕线截面积为0.0314mm~2、匝数N=300。以430铁素体不锈钢试件为研究对象,试验传感器参数优化结果:设置激励参数为U=5V,f=440Hz,激励线圈匝数N=200,检测线圈匝数N=500,线圈线径为0.2mm。以430铁素体不锈钢为研究对象进行了热处理、拉伸试验,研究了磁导率参量随不同退火工艺(退火温度、退火保温时间)、拉力残余应力之间的变化关系。结果表明:磁导率信号、材料硬度均随退火保温时间的增加先增加后减小,在保温时间为30min时,两者均出现极值;磁导率信号随退火温度的增加而减小,材料硬度随退火温度的增加而增加;在860℃退火保温30min后,组织再结晶充分,晶粒尺寸较均匀且细小,等轴化程度明显提高,综合力学性能较好。在研究拉力残余应力变化对检测信号影响的整个过程中,对于去应力退火的430不锈钢构件,绝对信号变化量为2.88V,相对信号变化量为40%;对于不同退火温度下的430不锈钢构件,检测信号绝对变化量、相对变化量均达到2.5V和40%左右。根据磁导率检测技术,可以评估已经不同退火方式热处理的试件的热处理质量,可灵敏地检测出铁磁材料内部的应力、残余应力状态和疲劳损伤,进而实现对构件微观组织和力学特性的测定。