接觸疲勞傷損的形成大致可分三個階段：階段是鋼軌踏面外形的變化，如鋼軌踏面出現不平順，焊縫處出現鞍形磨損，這些不平順將增大車輪對鋼軌的沖擊作用；階段是軌頭表面金屬的破壞，由于軌頭踏面金屬的冷作硬化，使軌頭工作面的硬度不斷增長，通過總質量150~200Mt時，硬度可達HB360；此后，硬化層不再發生變化，對碳素鋼軌來說，通過總質量200~250Mt時，在軌頭表層形成微裂紋。對于彈性非均等的線路當車輪及鋼軌肯有明顯不平順時，軌頂面所受之拉壓力幾乎相等，若存在微型紋，同時撓曲應力與殘余應力同號，會極大的降低鋼軌強度。第三階段為軌頭接觸疲勞的形成，由于金屬接觸疲勞強度不足和重載車輪的多次作用，當剪應力作用點超過剪切屈服極，會使該點成為塑性區域，車輪每次通過必將產生金屬顯微組織的滑移，通過一段時間的運營，這種滑移產生積累和聚集，終導致疲勞裂紋的形成。隨著軸載的提高、大運量的運輸條件、鋼軌材質及軌型的不適應，將加速接觸疲勞裂紋的萌生和發展。

軌頭工作邊上圓角附近的剝離主要是由以下三個原因引起的：由夾雜物或接觸剪應力引起縱向疲勞裂紋而導致剝離；導向輪在曲線外軌引起剪應力交變循環促使外軌軌頭疲勞，導致剝離；車輪及軌道維修不良加速剝離的發展。通常剝離會造成缺口區的應力集中并影響行車的平順性，增大動力沖擊作用，又促使缺口區域裂紋的產生和發展。缺口區的存在，還會阻礙金屬塑性變形的發展，使鋼軌塑性指標降低。

軌頭核傷是危險的一種傷損形式，會在列車作用下突然斷裂，嚴重影響行車安全。軌頭核傷產一的主要原因是軌頭內部存在微小裂紋或缺陷（如非金屬夾雜物及白點等），在重復動荷 載作用下，在鋼軌走行面以下的軌頭內部出現極為復雜的應力組合，使細不裂紋先是成核，然后向軌頭四周發展，直到核傷周圍的鋼料不足以提供足夠的抵抗，鋼軌在毫元預兆的情況下猝然折斷。所以鋼軌內部材質的缺陷是形成核傷的內因，而外部荷載的作用是外因，促使核傷的發展。核傷的發展與運量、軸重及行車速度、線路平面狀態有關。為確保行車的安全，對鋼軌要定期探傷。

減緩鋼軌接觸疲勞傷損的措施有：凈化軌鋼，控制雜物的形態；采用淬火鋼軌，發展重軌，改進軌鋼力學性質；改革舊軌再用制度，合理使用鋼軌；鋼軌打磨；按軌鋼材質分類鋪軌等。