合理的表面热处理工艺是挖掘合金钢强韧性的重要手段。针对齐厂新改进的加强型F51AE铸钢钩舌,本文借助试验、计算和仿真,从材料的宏微观结构角度着手,较全面研究分析了表面淬火及其边界效应对铸钢钩舌疲劳性能的影响。研究发现,表面淬火处理对铸钢的疲劳极限虽有影响但不是很明显,却能极大程度上改变铸钢钩舌的抗疲劳性能和表面硬度：相同条件的表面淬火热处理下,加强型F51AE铸钢钩舌S面部位疲劳寿命可以提高81.1%,冲击台部位疲劳寿命可以提高145.7%,并且铸钢钩舌的表面硬度也可以同时提高53.2%。当然,亦不可忽视淬火边界的影响,尽管它在一定程度上同样可以达到提高钩舌疲劳寿命的目的,然而却远远逊于表面完全淬火对疲劳寿命的提高程度,其对钩舌S面的影响仅是淬火的86.7%,对冲击台的影响也只有83.8%。因此,在对钩舌表面进行淬火处理的实际操作过程中,要务必保证淬火边界不会出现在钩舌外表面的载荷承载区,尤其是上下冲击台和S面等疲劳薄弱部位。而金相组织分析结果显示,产生以上这些改变的微观原因则是由于表面淬火热处理使得铸钢钩舌表面的金属组织发生了索氏体相变,细小的粒状渗碳体均匀分布在铁素体基体中,晶粒十分细密,晶界距离缩短,晶界数目相对增多,因此,在外载作用下,晶粒间位错运动受到阻碍,如此不仅降低了铸钢组织表面初始裂纹形成的概率,而且也降低裂纹扩展速度,从而消除了铸钢表面的部分缺陷,提高了表面质量,也就在一定程度上提高了铸钢组织的抗疲劳性能和表面硬度。最后,鉴于本次研究用加强型F51AE钩舌是齐厂专为澳大利亚35.5t轴重的矿石车专门设计的钩舌新品种,有必要对其进行强度分析,同时考虑到线路运用载荷工况的恶劣、严峻,车钩钩舌在破坏时多已发生了塑性变形,因此,在本课题的研究过程中,还利用弹塑性力学和有限元仿真计算的方法,依据ARR标准及UF型车钩规范,对该新钩舌进行了结构强度的校核。