材料的疲劳性能对于机械零部件的设计具有重要意义,疲劳断裂是机械构件在实际工程应用中的主要失效形式之一。材料疲劳性能的影响因素有很多,在测试疲劳性能时,试验条件在很大程度上影响着疲劳性能的测试结果,例如试样尺寸、加载频率、应力比、表面状态等。残余应力是影响材料疲劳性能的一个重要参数,在机械构件的服役过程中,其表面的残余应力不是一成不变的,在机械驱动力的作用下,残余应力会产生释放,如果忽略残余应力的影响,就会导致疲劳强度预测不准确。18CrNiMo7-6合金钢具有良好的力学性能,被广泛用于齿轮、轴、轴承等机械零部件,本文分析了18CrNiMo7-6合金钢的疲劳性能的影响因素,并对表面残余应力在疲劳过程中的演化规律进行了研究,主要内容如下:（1）以18CrNiMo7-6合金钢试样为研究对象,通过开展旋转弯曲和轴向疲劳试验,分别研究了试样尺寸、加载频率及应力比对18CrNiMo7-6合金钢疲劳性能的影响,得到了不同条件下的S-N曲线,并利用扫描电子显微镜对试样断口形貌进行了观察。根据疲劳试验结果,分析了不同试验条件对18CrNiMo7-6合金钢疲劳性能的影响机制,并利用有限元分析软件对试验得到的S-N曲线进行了验证。结果表明,18CrNiMo7-6合金钢的疲劳强度随着试样尺寸和加载频率的增大而增大,在最大应力一定的情况下,疲劳强度随着应力比的增大而增大;影响尺寸效应的因素主要有残余应力、应力梯度、裂纹扩展速率;影响频率效应的因素主要有应变速率和晶体结构;断口分析的结果表明,尺寸较小的试样更倾向于脆性断裂,不同加载频率和应力比的试样断裂机理并无明显差别。（2）以18CrNiMo7-6合金钢渗碳层为研究对象,分别对不同渗碳层深度的试样进行间断性疲劳试验,研究了试样表面残余应力在疲劳过程中的演化规律并对其演化机理进行了分析。结果表明,试样表面的残余应力在疲劳过程中均发生了释放,第一个周期的释放最为明显,随着循环次数的增加,残余应力趋于稳定;应力水平会显著影响残余应力释放程度,并存在一个临界值,当施加应力水平小于临界值时,残余应力不发生释放。（3）利用有限元分析研究了表面残余应力对18CrNiMo7-6合金钢疲劳寿命的影响,并结合试验过程中残余应力释放现象,对考虑残余应力释放后的疲劳寿命进行了计算。结果显示,残余应力会显著影响金属的疲劳强度,在应力幅较高时影响较小,考虑残余应力释放后,18CrNiMo7-6合金钢疲劳寿命明显减小。