贝/马复相钢由于其具有优异的力学性能,在轨道交通、建筑机械等领域展现出广阔的应用前景。本文以国家自然科学基金面上项目“贝/马复相高强钢超高周疲劳行为及非夹杂起裂机理的研究”中所涉及到的研究目标为主要内容,同时也是在国家“973”重大基础课题的子课题“高性能新型贝氏体轮轨材料研究”的基础上,研究了典型贝/马复相钢的超高周疲劳特性及起裂机理。本文以工业化生产的贝氏体钢轨为实验对象,通过不同的热处理工艺获得三种典型的贝/马复相钢的组织类型,其中由于SG1试样的显微组织由针状贝氏体、板条贝氏体和板条马氏体构成,拥有良好的强韧性匹配,因此选择SG1试样与SG4试样(模拟工业化生产的钢轨实际冷却工艺)应用超声疲劳实验(振动频率为20000Hz)研究了两者的超高周疲劳行为。通过统计疲劳断口参数与疲劳寿命的关系以及对非夹杂起裂源区的精细观察,深入分析了贝/马复相钢超高周疲劳裂纹萌生过程中夹杂物因素与组织因素对其的影响,同时研究了贝/马复相钢超高周疲劳内部非夹杂起裂的机理。研究发现,在超高周疲劳的过程中,裂纹在GBF区的扩展寿命与在鱼眼区的扩展寿命共同影响着贝/马复相钢的疲劳寿命,不同因素导致裂纹萌生形式对两者所占的权重比与疲劳寿命的关系影响很大,。研究工作通过实验论证的方法证明了在原奥氏体晶界附近的M/A岛在受到外加循环载荷的作用下会发生形变诱导马氏体相变(deformation-induced martensitic transformation,DIMT)生成富碳的马氏体,在外加载荷和应力集中的情况下会发生脆性断裂产生微裂纹而导致材料的疲劳破坏。