铁路在我国交通运输系统中扮演着重要的角色,是陆路运输的主要交通工具。而在铁路运输系统中钢轨的作用至关重要,它对车体起着支撑、导向的作用,是影响行车安全的重要因素。随着我国高铁建设的迅猛发展,车速的提高和轴重的增加,使得钢轨的服役条件更加恶化,导致钢轨的磨损和疲劳破环现象更加严重,因此如何提高钢轨的强度和抗疲劳破环的能力成为铁路工作者的重点。本试验采用改进型通用离心式喷丸机对铁路上常用的U71Mn钢和U75V钢进行高能喷丸试验,并对喷丸后的U71Mn钢和U75V钢及喷丸后和运行后的U71Mn钢的变形区组织形貌和显微硬度进行对比分析,探讨U71Mn钢和U75V钢在喷丸处理下的组织转变及强化机理的同时,分析喷丸强化应用于U71Mn钢和U75V钢的可行性。采用1mm直径的弹丸以45m/s的速度分别对其进行不同时间工艺的喷丸处理,并对喷丸后的表面粗糙度,塑性变形区的组织形貌和硬度分布进行分析。试验结果表明:运行后U71Mn钢轨塑性变形区厚度在200μm左右,表层显微硬度值约410HV;喷丸后的U71Mn钢表面粗糙度均低于6.5μm,硬化层厚度和表层硬度值均随喷丸时间的延长而增高,硬化层厚度在180min喷丸后达到饱和,约85μm,表层硬度值在180min喷丸处理后约430HV,表层铁素体晶粒在喷丸60min后细化至60nm左右,且表面无裂纹,表层硬度值约350HV;喷丸后U75V钢表层铁素体晶粒在120min是细化至60nm左右,塑性变形层厚度在180min喷丸后达到饱和,约75μm,此时表层显微硬度约430HV,喷丸处理60min之前无裂纹,表层硬度值约350HV,120min后出现裂纹,组织变形机制与U71Mn钢相似。