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铁路高速重载化使得对重轨的疲劳性能要求提高,并且根据铁路安全运行的要求,在重轨服役时需要对其疲劳寿命进行预测。本文运用对比分析实验结果的方法,研究了重轨的疲劳性能及其疲劳寿命,而疲劳断口与对应疲劳寿命成为本文研究的关键问题。本文对BGRE和U76Cr重轨进行疲劳试验,对比研究了BGRE和U76Cr重轨在不同应力,不同热处理方式条件下的疲劳性能。试验采用高频疲劳试验机在相同的应力比条件下进行,测得335 MPa~400 MPa间不同应力水平下重轨的疲劳寿命,得到BGRE重轨S-N曲线,结果表明:随着应力(335 MPa~400 MPa)的增加,BGRE重轨轧态和热处理态疲劳寿命均逐级降低;而在同一应力水平下对比得出BGRE热处理态疲劳性能均优于轧态,并且根据微观断口疲劳条带计算应力幅,计算误差大约为8.05%,可作为疲劳寿命预测参考。为了研究U76Cr重轨经过热处理后对疲劳性能变化的影响,用不同热处理态的U76Cr重轨进行疲劳试验。结果表明:轧态、热处理态、8℃/S冷速淬火态对应的疲劳性能差异很大,U76Cr 8℃/S冷速淬火热处理后疲劳寿命较热处理态`提高1.8倍,较轧态提高4.5倍,热处理后疲劳性能明显提高。断口表现为:宏观上疲劳源区、疲劳扩展区、疲劳瞬断区面积占比区别明显,而微观上疲劳扩展区有较大差异,疲劳裂纹、二次裂纹、疲劳辉纹、解理面区别均明显。通过对比分析BGRE和U76Cr钢轨疲劳性能差异,研究C、Nb、Cr的含量差异与疲劳性能的关系,结果表明:轧态U76Cr和BGRE重轨疲劳寿命分别为29612次和56496次,U76Cr和BGRE在热处理后疲劳寿命分别为75160次和73209次。表现在微观断口上:两种轧态重轨虽都有疲劳裂纹产生,但很稀疏,排列方式大致相互平行。而热处理态断口表面均存在河流花样,没有疲劳裂纹产生,二次裂纹不明显。通过上述实验研究,明确了BGRE钢轨和U76Cr钢轨的疲劳性能,可以通过断口分析断裂原因,通过对试验件断口形貌的分析为预测钢轨疲劳寿命提供参考,对实际工程中的疲劳研究很意义。