随着我国铁路事业持续向好发展,安全稳定运行是保障各方面快速有序推进的基础,作为铁路常用材料的U75V钢,更是基础中的基础。本文综合U75V钢的化学成分,力学性能,显微组织等数据,运用目前较为常用且实用的超声冲击处理,对U75V钢进行表面加工,研究了经超声冲击处理后试样表面强化机理,试样耐磨性的提高机理,以及缺口根部经超声冲击处理后的试样,疲劳性能强化机理,探索了超声冲击处理加工对于提高U75V钢服役寿命的经济性,适用性和可行性。研究表明,经超声冲击处理后的试样,表面形成厚为80-100μm的梯度纳米结构;材料表层发生明显的塑性变形,硬度值提高70%;表面应力由残余拉应力变为残余压应力;表面形成冲击沟与冲击峰,改变了微观应力集中状态;出现叠形缺陷。研究表明,经冲击处理的试样,摩擦系数较小,并随着载荷增加而降低,磨面以轻微氧化磨损机制为主,加工硬化层分布在125μm深。分析疲劳数据可知,疲劳强度的提高幅度随着循环周次增加而明显增加,在10~7循环周次时,超声冲击试样及承载超声冲击试样疲劳强度分别提高71.9%和87.8%,承载超声冲击试样相比于超声冲击试样提高了9.2%;对比未经超声冲击处理试样疲劳寿命可知,超声冲击处理能明显提高试样疲劳寿命,而承载超声冲击则能进一步提高,这是由于表面硬化、残余压应力、微观应力集中及晶粒细化的共同作用导致的,超声冲击产生的有益效果能明显抵消叠形缺陷;分析疲劳断口扫描图像可知,叠形缺陷的存在,使得经冲击处理试样,疲劳裂纹源明显增多,而承载冲击试验中的疲劳裂纹源数量进一步增加。