针对镁合金材料早期力学性能退化问题,研究发展了一套可靠的非线性超声系数的测量实验系统,利用该系统测量了AZ31镁合金拉伸和疲劳试件的超声非线性系数。实验结果表明,在拉伸试件进入塑性应变阶段,疲劳试件在疲劳寿命的55%左右之前,超声非线性系数对镁合金材料力学性能退化具有很高的灵敏度。同时利用光学显微镜对拉伸试件的位错滑移带进行了原位微观观察,位错滑移带在塑性阶段随加载应力增大而增多。宏观力学、非线性超声检测和微观观察实验结果表明超声非线性系数作为宏观和微观的桥梁可以表征材料的早期力学性能退化情况。另外在中低周疲劳范围内,加载应力的大小以及拉-拉和拉-压疲劳模式的变化对实验结果没有明显的影响。