由磁特性不同的材料组成的多层结构在高端传感器件、机械部件制造中应用广泛。硬度、残余应力分布是上述结构表面力学性能的重要评价指标。微磁检测方法旨在通过检测结构的磁学参量，对力学性能进行表征，属于无损检测技术的重要发展方向之一。本文以铁磁性轴类零件为检测对象，重点研制一款具备同时实施3种微磁测量方式的多功能微磁检测传感器，对表面力学性能进行定量表征;提出一种适用于硬化层深度定量检测的多层板结构磁滞模型，并在轴类高频感应淬火钢杆上进行了试验验证。上述研究工作，可为轴类杆件表面力学性的微磁无损检测提供基础借鉴，具有重要的学术价值和工程应用前景。具体研究内容包括:　　(1)轴类零件微磁测试的多功能传感器的研制。目前的微磁测量技术大多只能对磁滞回线、巴克豪森噪声、磁场强度时变信号中的一种进行测量，获取的磁学参数有限，难以实现表面力学性能磁学参数表征的统一研究和综合评价。基于微磁原理，对传感器励磁结构和磁敏元件位置等进行了综合优化设计，实现了能同时实施3种微磁信号的传感器装置，使传感器可同步检测切向磁场强度时变信号、磁滞回线与巴克豪森噪声信号。　　(2)试样制备（标定试样和校验试样）与标定实验测试。对典型轴类铁磁零件进行高频感应淬火与退火处理，制备硬化层深度各异的系列标定试样，用于参考与微磁测量，应用常规传统测试方法分别获取硬度层深度标称值，通过微磁测量获取微磁信号并且提取微磁特征参量。制备额外校验试样，用于预测模型的精度验证。　　(3)硬化层深度与应力的微磁定量预测。对标定实验与微磁测量中获取的试验数据进行预处理，选取对硬度、残余应力敏感的特征参数，建立多输入（磁学参量）、两输出（硬化层深度、应力）定量预测模型，并对模型预测精度进行额外校验，经过内部和外部校验，给出力学性能的高精度定量预测模型。