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重轨在实际服役过程中在远低于钢轨设计强度的疲劳载荷的作用载荷下往往会产生疲劳失效断裂，且具有隐蔽性和突然性，由此可见，除重轨的强度、硬度、耐磨性和韧性等失效形式外，疲劳断裂已成为另一主要失效形式。作为应用最为广泛的珠光体组织重轨钢，研究其疲劳破坏预测能够为进一步优化重轨生产工艺，提高重轨质量提供具有十分重要的理论指导，鉴于此，本文从珠光体组织、残余应力两方面对热处理重轨钢高频疲劳裂纹扩展速率的影响进行了研究。 本文以重轨钢U75V为研究对象，研究了5℃/S、3℃/S及空冷淬火组织对高频疲劳裂纹扩展速率的影响，线性拟合了稳定扩展区的Paris裂纹扩展材料参数C值和n值，除随着冷速不断降低n值分别为3.60305、3.63118和3.88528，C值为1.004546310-9、1.03759310-9和6.671907310-9；研究了3℃/S和空冷淬火组织下不同表面残余应力对高频疲劳裂纹扩展速率的影响，拟合了Paris材料参数C和n值，3℃/S淬火组织下不同表面残余应力对应的n值分别为3.631168、3.504、3.4638；C值为1.03759310-9、1.0458310-9、1.07422310-9，轧态组织下的 n值分别为3.64934和3.88528；C值为1.42845310-9和6.671907310-9。 研究结果表明：珠光体片层间距及表面残余压应力对重轨钢的疲劳裂纹扩展速率影响显著，随着片层间距的减小，稳定扩展区的裂纹扩展速率降低，表面残余压应力的增加有利于阻碍疲劳裂纹扩展速率；疲劳裂纹扩展速率受裂纹扩展的偏折程度影响，裂纹偏折越大对裂纹扩展的阻碍作用越强，疲劳裂纹的扩展速率越小；珠光体组织的疲劳断裂形式，主要为穿晶断裂，在相邻晶粒间有少部分沿晶断裂，随着珠光体片层间距的减小，疲劳裂纹断裂有向沿晶断裂过度的趋势；疲劳主裂纹扩展的方式与珠光体组织的片层位向具有一定相对关系，以平行、垂直及45°角左右的相对关系进行扩展为主；二次裂纹易于在夹杂、第二相、铁素体及其相界面形核长大，在主裂纹的弯折处与主裂纹呈45°角的铁素体片层最有利于二次裂纹的扩展，二次裂纹的产生会降低裂纹尖端对尖端应力强度因子△K的敏感性，有利于降低疲劳裂纹的扩展速率。 通过上述研究，明确了热处理重轨钢组织及残余应力对高频疲劳裂纹扩展速率的影响，为热处理钢轨的疲劳断裂预测提供了科学、合理的理论依据。