疲劳损伤是工程材料在服役过程中发生失效的常见形式之一。蠕墨铸铁作为制备柴油机缸盖的重要材料,在工作过程中经常因遭受高温、高压燃气的循环冲击而产生疲劳损伤。恶劣的工作环境结合自身特殊的组织结构,使蠕墨铸铁的疲劳损伤过程变得极为复杂。明确蠕墨铸铁在不同温度下的疲劳损伤机制,提出简单有效的疲劳性能预测模型,寻找切实可行的疲劳性能优化思路是保障蠕墨铸铁制柴油机缸盖长期安全服役的关键。本文以柴油机缸盖的实际服役环境为基础,研究了不同温度、不同加载条件下蠕墨铸铁的高周、低周疲劳性能;分析了相应的疲劳损伤行为、断口形貌以及疲劳裂纹萌生与扩展过程,探讨了影响蠕墨铸铁疲劳性能的关键因素;并以此为基础讨论了疲劳强度/寿命预测模型及相应的优化方案。本文旨在为生产高性能柴油机缸盖及高可靠性蠕墨铸铁材料提供实验依据和理论参考。主要研究结果如下:（1）随着温度的升高,蠕墨铸铁（RuT400）的高周疲劳强度呈现先增高后降低的变化趋势。室温时,疲劳裂纹主要由蠕虫状石墨尖端萌生并沿铁素体基体扩展,随着温度的升高,疲劳损伤机制逐渐转变为石墨团簇、氧化、碳化物析出以及晶界滑动之间的相互竞争。析出碳化物对位错运动的阻碍作用是400℃时疲劳强度升高的主要原因。500℃时,高温氧化损伤和亚晶界软化加速了疲劳裂纹萌生和扩展过程,导致疲劳寿命降低。根据不同温度下蠕墨铸铁的疲劳损伤行为提出了基于相间腐蚀深度的疲劳强度预测模型,该模型规避了石墨形态及含量对疲劳性能的影响,为蠕墨铸铁疲劳性能优化提供了新的思路。（2）当应变速率保持不变时,蠕墨铸铁（RuT500）的低周疲劳寿命随着温度升高先缓慢增加,后显著降低。不同温度下蠕墨铸铁的低周疲劳裂纹均由试样边缘的石墨团簇萌生。在400℃、应变幅为0.25%和0.3%的实验条件下,蠕墨铸铁基体由于受到析出碳化物的影响而在循环加载过程中出现明显的循环硬化。循环硬化增加了疲劳裂纹的扩展驱动力,进而对疲劳寿命产生不利影响。当应变幅降至0.2%以下时,蠕墨铸铁自身的应变不均匀性使循环硬化得到明显抑制,同时氧化诱导裂纹闭合机制也在一定程度上抵消了氧化对疲劳裂纹萌生寿命的负面影响,最终导致疲劳寿命显著提高。当温度升至500℃时,晶界软化和剧烈的氧化损伤导致蠕墨铸铁的低周疲劳寿命明显降低。（3）随应变速率降低,蠕墨铸铁（RuT500）室温低周疲劳寿命变化不大,但在400℃和500℃时的低周疲劳寿命显著降低。400℃时,动态应变时效引发的初始循环硬化结合蠕墨铸铁自身的损伤局部化是其低周疲劳寿命随应变速率降低而降低的主要原因。500℃时,动态应变时效被严重的氧化损伤抑制,疲劳寿命降低的主要原因为氧化诱导裂纹扩展和亚晶界开裂共同增加了疲劳裂纹在单一周次内扩展距离。（4）滞回能模型可以很好地描述和预测蠕墨铸铁的低周疲劳寿命。其中,内禀疲劳韧性W0可用于衡量蠕墨铸铁容纳疲劳损伤的能力,而损伤转化指数β可用于衡量蠕墨铸铁抵抗疲劳裂纹扩展的能力。W0和β分别与温度之间建立的一次函数和二次函数关系均可有效预测蠕墨铸铁低周疲劳寿命随温度的变化趋势,但二次函数关系的预测精度略有提高。（5）蠕墨铸铁的抗拉强度随铁素体含量和蠕化率升高而线性降低,随珠光体含量升高而线性增加。不同温度下,蠕墨铸铁的抗拉强度与疲劳强度呈二次函数关系。蠕墨铸铁的疲劳强度主要与试样整体均匀性有关,而试样均匀性又在很大程度上取决于团簇内蠕虫状石墨与团簇外球状石墨对基体割裂作用的不匹配,以及团簇内低强度铁素体与团簇外高强度珠光体的力学性能不匹配。二者共同作用并在性能过渡区域引发的累积损伤是蠕墨铸铁高周疲劳裂纹萌生的根本原因。室温时,蠕墨铸铁的疲劳强度与团簇内外组织的面积百分含量之商呈二次函数关系。拟合结果显示,当珠光体含量wp、铁素体含量wf、球状石墨含量ws以及蠕虫状石墨含量wv满足（wp+wg）/（wf+wv）≈3.2时,蠕墨铸铁的室温疲劳强度趋近极小值。高温时,蠕墨铸铁的疲劳强度与团簇内外不同形态石墨的面积百分含量之商呈二次函数关系,而铁素体与珠光体含量对疲劳强度的影响程度相比于室温显著降低。拟合结果表明,当wv/ws值分别为3.5和3.2时,蠕墨铸铁在400℃和500℃时的疲劳强度分别趋近极小值。依据上述在不同温度下的二次函数拟合结果,合理调配蠕墨铸铁中各组织面积百分含量,可在一定程度上改善蠕墨铸铁的疲劳强度。