随着大功率机车广泛应用,机车车轮滚动接触疲劳剥离损伤加剧,降低机车车轮服役安全,缩短车轮服役寿命。车轮材料的合金设计是缓解车轮材料磨损与滚动接触疲劳损伤的重要措施。因此,针对三种不同元素含量的大功率机车车轮材料,开展滚动接触疲劳剥离性能研究,对提高机车车轮服役寿命和可靠性具有重要的理论意义和工程价值。本文现场调研了HXD2C系列大功率机车车轮踏面剥离损伤情况,分析了踏面剥离的影响因素及规律;利用MJP-30A滚动磨损和接触疲劳试验机研究了三种大功率机车车轮材料（分别记为1#车轮、2#车轮—较1#车轮提高Mo元素含量、3#车轮—较1#车轮提高C、V元素含量）的滚动接触疲劳裂纹萌生与扩展规律和剥离性能差异,阐明了Mo、C、V元素对机车车轮材料滚动接触疲劳剥离性能的影响机理。论文研究主要结论如下:（1）侯马机务段HXD2C系列大功率机车车轮踏面剥离类型主要为滚动接触疲劳剥离。在名义滚动圆处横裂纹的扩展过程中,裂纹上方材料断裂和浅层裂纹折向表面导致滚动接触疲劳剥离。线路条件（曲线半径、坡道）、季节、撒砂是影响剥离的主要因素:在多曲线和坡道线路运行的机车车轮、雨水较多的夏秋两季、3号和4号撒砂轴对应车轮剥离更严重。（2）在1#车轮中适当提高Mo元素含量（2#车轮）或提高C和V元素含量（3#车轮）,可以降低车轮材料中先共析铁素体含量和珠光体片层间距,提高车轮材料的硬度和屈服强度。（3）三种车轮中裂纹的尺寸（表面裂纹开口宽度、剖面裂纹长度和深度）随循环次数增加均表现为先增加后稳定的趋势。相较1#车轮,提高Mo元素含量（2#车轮）或提高C和V元素含量（3#车轮）,表面裂纹最大宽度从约600μm分别降低至400μm和370μm左右,剖面裂纹最大长度从约400μm分别降低至270μm和200μm左右,剖面裂纹最大深度从约23μm均降低至约15μm。（4）在1#车轮中适当提高Mo元素含量（2#车轮）或提高C和V元素含量（3#车轮）,可有效提高车轮材料剥离寿命,平均剥离寿命分别提高34%和185%。（5）滚动接触疲劳剥离是疲劳裂纹扩展、损伤加剧的结果,剥离形成的过程主要分为三类:（I）“裂纹折向表面”,包括分支裂纹或平行裂纹折向表面;（II）“两条裂纹相交”,包括斜裂纹与斜裂纹相交、斜裂纹与垂直裂纹相交等;（III）“表层材料破碎”,“表层材料破碎”是浅层大量微裂纹相互贯通的结果。