铁路上对列车车轴的检测主要以手工检测方式的单探头探伤法为主,其检测方式不仅效率低且误判率较高。为了适应我国快速发展的铁路事业,弥补手工检测车轴方式的缺点与不足,通过对车轴缺陷的形成原因、类型以及主要受力区域的分析,选用相控阵超声波探伤技术对在役车轴进行缺陷检测。目前,德国等铁路发展快速的国家都有先进的超声车轴探伤设备,我国也自主研发了相控阵超声波车轴探伤系统,该设备利用相控阵超声探伤技术与常规超声探伤技术,对车轴区域进行全面探伤,完成各类疲劳缺陷和材质缺陷的检测,但是对缺陷结果进行人工定位,不仅易引起人为误差,检测效率也受到限制。为此,本文在了解国内外车轴探伤技术与检测设备的前提下,结合我国列车车轴结构特征与相控阵超声波探伤工艺分析,提取不同检测数据中的目标缺陷与干扰特征,根据车轴尺寸参数,提出一系列基于图像增强、水平投影法、行像素逐差、连通域标记及其特征值对比等处理的缺陷定位算法。通过对车轴检测数据的处理,达到了预期的定位效果。随后利用现场样板轴检测数据对缺陷定位算法进行验证,证明了算法是可行的。采用端点半波法对定位后的车轴缺陷进行尺寸计算,对测定结果进行误差分析。最后,考虑实际应用情况提出定位算法的现场实施方案,同时为后期工作的继续给出了指导意见。