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高强度和长寿命是新一代钢铁材料的重要特征，是当今国际上科技发展的重要方向和研究热点之一。本文对两种不同冶金工艺生产的60Si2CrVA高强度弹簧钢和高洁净度高强度航空航天用钢40CrNiMo，采用旋转弯曲疲劳实验、超声波疲劳实验等分别研究了冶金质量和微观组织对其高周和超高周疲劳破坏行为的影响。
对于两种不同冶金工艺生产的60Si2CrVA弹簧钢，尽管两种实验料的氧含量接近，但两者夹杂物特征的差异使其疲劳性能存在明显的差异。与采用电炉+LF+VD+CC工艺生产的X8料相比，采用转炉+LF+RH+CC工艺生产的X6料中的夹杂物数量明显减少，夹杂物尺寸较小，同时还减少了不规则的多棱角富Al2O3夹杂，因而后者的疲劳强度得到明显提高，并具有良好的疲劳寿命稳定性。
等温温度和时间显著影响高强度钢40CrNiMo等温贝氏体/马氏体复相组织的特征及其常规力学性能。随着等温温度的升高，等温时间大于等于200 s时其抗拉强度和厢服强度均下降，但在等温时间120 s-200 s时，抗托强度和屈服强度随温度变化开始变化不明显，375℃后迅速降低。伸长率无明显变化而断面收缩率则呈现先增加后减少的趋势。随着等温时间的延长，其抗拉强度明显降低，仲长率逐渐增大，但增幅不大，断而收缩率却呈明显增长趋势。经890℃保温30 min，325℃等温200 s油淬，230℃回火2 h处理后，微观组织中存在下贝氏体数量适中(约30％)，组织比较均匀细小，具有良好的强韧性。
具有不同微观组织的40CrNiMo的高周疲劳实验结果表明，适当等温时间处理的实验料B/M1得到细小、均匀的下贝氏体，细化了马氏体板条组织，并含有适量残余奥氏体对疲劳裂纹的扩展有阻碍作用。尽管B/M1与M的疲劳强度相当，在相同的应力幅下前者具有较长的疲劳寿命。与B/M1料相比，等温时间较长的B/M2料中的粗大贝氏体组织尺寸更为粗大，作为内部基体中的软相易产生裂纹，使其疲劳寿命不断降低，疲劳极限消失，严重恶化了其疲劳性能。
对于40CrNiMo钢，具有强韧性配合良好的贝氏体/马氏体复相组织同时具有较高的超高周疲劳性能。在109cyc下，其疲劳强度高于淬火回火马氏体组织，且在相同应力幅水平下，前者的疲劳寿命较马氏体组织得到显著提高。贝氏体/马氏体复相组织的稳态裂纹扩展速率明显低于普通回火马氏体料M，超高周疲劳断口裂纹源为典型的“鱼眼”型断裂，对于贝氏体/马氏体复相组织，“鱼眼”内部存在夹杂物或粗大贝氏体组织。对于内部夹杂物引起的疲劳破坏，在低应力幅、高循/环周次(约大于106cyc)下，在夹杂物周围往往存在粗糙的粒状区域(GBF)。