近些年我国高速铁路飞速发展,轨道的安全运输关系到国计民生。钢轨是轨道运输的基础,利用电磁无损检测方法对钢轨进行检测具有重要意义。本文通过比较几种常规无损检测方法,着重介绍了金属磁记忆检测技术的原理、发展与优势。基于力磁耦合模型提出了测量法向磁场梯度的金属磁记忆应力集中检测方法。根据漏磁场模型,建立了铁磁性构件表面法向磁场梯度与位置的关系,并确定以法向磁场梯度在应力集中区出现局部最大值作为磁记忆检测的判据。本文重点研制了一套基于探头扫描方法的金属磁记忆检测仪,仪器硬件部分包括:带屏蔽外壳的振动扫描探头、正弦波参考信号发生电路、压电双晶片驱动电路、电源电路、检测信号预处理电路、正交矢量锁相放大电路、微处理器接口转换电路以及以ARM微处理器为核心的硬件电路等。并设计了配套的软件系统,包括基于STM32F107VCT6的金属磁记忆检测仪下位机软件和上位机磁记忆分析软件。利用自行研制的金属磁记忆检测仪对一组已加工环形槽的标准Q235钢拉伸试样进行拉伸试验,研究法向磁场梯度与应力集中的关系。并对人工裂纹缺陷的钢轨进行了磁记忆检测,对比不同深度、宽度和角度下的磁记忆信号的不同特征。