钢轨核伤又称黑核或白核，多数发生在钢轨轨头内，是轨头横断面裂纹，表现了典型的疲劳特征，危害性极大。当核伤面积占轨头5%~10%时，静力强度只有正常钢轨的16%~40%；当核伤面积占轨头10%~15%时，疲劳强度将下降9%以上；当核伤面积发展到轨头截面的20%-30%（相当于直径21~40mm）时，将发生断轨。根据目前我国的运输特点和轨道条件，钢轨核伤主要是接触疲劳形成的。钢轨轮轨接触面反复承受轮轨接触应力和摩擦力作用，形成了以塑性变形、疲劳磨耗、疲劳裂纹（表面疲劳裂纹和内部疲劳裂纹）三者共存，相互影响或制约为特征的接触疲劳伤损现象。钢轨的使用条件、钢轨的性能和质量都明显影响或控制塑性变形程度、疲劳磨耗速率及疲劳核伤的萌生部位和扩展速率。本文介绍接触疲劳核伤形成机理的几种形式：
01 纵横裂型核伤
纵横裂型核伤是钢轨轨头内部疲劳裂纹，其特点是当裂纹发展到较大面积或发展到快速扩展阶段时，裂纹才会发展到轨头表面，造成断轨。
02 轨面塑性变形形成的核伤
轮轨接触面表层金属发生塑性变形使钢轨断面的几何形貌发生变化，表现为轨头踏面压宽、碾边、垂直磨耗和侧面磨耗。
03 轨面剥离形成的核伤
钢轨表面的塑性变形达到一定深度时，会在钢轨作用边（特别是在曲线上股）出现程度不同的鱼鳞状裂纹和剥离掉块。这种鱼鳞状的剥离裂纹的裂纹方向与行车方向一致，一般与轨面水平夹角为15°左右。在小半径曲线上，车辆的振动、蛇行摆动及轮轨黏着和蠕动现象更为明显，轮轨接触应力更大，轨面的塑性变形可达2mm以上，剥离裂纹的深度和剥离掉块也在2mm左右。钢轨踏面表层或亚表层存在非金属夹杂物时，将会加速剥离裂纹的萌生和扩展，剥离掉块的深度可达4~5mm。剥离裂纹和剥离坑底部的残余裂纹有可能向深度方向疲劳扩展，导致形成轨头横向疲劳核伤。
04 擦伤或焊补形成的核伤
在长大坡道、信号机前后线路上，列车爬行、制动、启动，轮轨剧烈摩擦，使钢轨踏面表层产生淬火马氏体金相组织，马氏体组织高硬度低强度的机械性能决定了它在轮轨接触应力作用下的金属破碎，产生龟裂和剥离。剥离裂纹的尖端极有可能成为疲劳源，扩展成轨头核伤。
轨面擦伤、剥离掉块后的焊补修理，因焊面打磨清理不干净或焊补工艺掌握不当，常在焊补层下形成水平核伤造成轨头大掉块或横向疲劳核伤导致断轨。
