铁路运输由于其快速、安全、便捷、运量大的特点,相对于其他的途径更有污染少、受气候等自然条件限制较小的优点,在运输业中具有无法替代的地位。随着铁路运输“高速”、“重载”等重大战略的实施,轮轨间传递的载荷日益增大,钢轨磨耗、伤损等现象也随之出现,在保证安全的前提条件下,钢轨打磨成为最为经济有效的钢轨表面维护和保养措施。打磨中钢轨-磨石界面表现为复杂的摩擦学作用,且材料去除行为受多个因素影响,研究打磨过程中材料去除行为与过程对于提高打磨质量有着重要的指导意义。以磨石和两个钢轨试样表面接触,设计了钢轨打磨摩擦试验机,实现了不同打磨转速、压力、钢轨材料、磨石材料等条件下的钢轨打磨摩擦学试验,研究了打磨转速和磨石粒度对打磨钢轨材料的去除行为,分析了钢轨试样磨损量、表面粗糙度、表面硬度、温升、摩擦系数、表面形貌、微观塑性变形、磨屑形貌和成分以及打磨界面振动的变化与规律。得出的主要结论如下：1、随着磨石转速增大,钢轨-磨石界面的摩擦系数降低,温度变化增大；试样的磨损量、表面硬度和塑性变形层厚度均随着打磨转速的增大而增大；打磨过程中试样表面的粗糙度将会减小,使得表面变得更加光滑,并且试样表面的犁沟宽度也减小；2、增大磨石粒度,钢轨-磨石界面的摩擦系数升高,温度变化增大；试样表面硬度和截面塑性变形层厚度均会随着磨石粒度增大而变大,试样磨损量减小,在打磨过程中试样表面的粗糙度和试样表面犁沟宽度也减小,表面变得更加光滑;3、现场和实验室钢轨打磨磨屑均呈现长条状和球状,主要成分是Fe, Fe3O4和FeO；现场打磨过程中,随着打磨列车运行速度的增大,条状磨屑的宽度、厚度增大,氧化物的含量减小；试验中磨石转速和粒度的增大使得条状磨屑宽度减小,磨屑中氧化物含量变多；4、随钢轨打磨转速的增加,钢轨-磨石界面的振动强度增大,并且在打磨过程中,摩擦振动强度随着打磨试验的进行逐渐减小；试验所用的磨石磨粒尺寸减小,打磨界面振动强度也变小。