本文的研究目的是为了解决铁路上使用的贝氏体钢辙叉的提前失效问题以及掌握其失效机制，确定氢和残余奥氏体在铁路辙叉用贝氏体钢疲劳失效过程中的作用，从而为铁路辙叉材料设计提供理论指导。本文以自主设计的两种含铝贝氏体辙叉钢为研究对象，通过电解充氢，摩擦磨损和滚动接触疲劳，进行了实验，并运用扫描电镜和X射线衍射等方法研究了氢和残余奥氏体对摩擦磨损和滚动接触疲劳的影响，并探讨了作用机理。摩擦磨损实验结果表明：在实验中的氢含量范围内，氢可以明显的提高贝氏体辙叉钢的耐磨性；贝氏体钢的耐磨性能明显高于高锰钢。贝氏体辙叉钢在载荷400N下为磨粒磨损机制，在1000N下为粘着磨损。氢降低贝氏体辙叉钢中残余奥氏体的稳定性，在摩擦磨损过程中，氢促进贝氏体辙叉钢残余奥氏体相发生应变诱发马氏体相变，使贝氏体辙叉钢摩擦磨损表面的硬度显著提高，在加工硬化和应变的共同作用下，增强了贝氏体辙叉钢的抗摩擦磨损的能力。滚动接触疲劳实验结果表明：贝氏体钢的疲劳寿命达到了5×106周次；氢能明显降低贝氏体辙叉钢的疲劳寿命；残余奥氏体对贝氏体辙叉钢的滚动接触疲劳性能影响显著。在滚动接触疲劳条件下，磨损速率大于微裂纹的扩展速率，贝氏体钢表层微裂纹难以扩展进入亚表层；氢促进疲劳裂纹的形成和扩展，加速贝氏体钢的疲劳失效；残余奥氏体硬化和相变吸收巨大能量，同时较多的残奥保证了表面的良好接触，延缓疲劳裂纹的萌生，但在转动周次超过106时，较多的应变诱发马氏体将致使表层组织硬化剥落，降低疲劳寿命。