مواد ریلی سنگین عامل اصلی تعیین کننده عملکرد آن است. مانند سنگ بنای ، از نقش مهم راه آهن سنگین در حمل و نقل راه آهن پشتیبانی می کند.
فولاد راه آهن سنگین ماده اصلی تولید ریل های سنگین است و ترکیب شیمیایی آن دارای نیازهای سختگیرانه است. معمولاً ، محتوای کربن (c) بین {{0}}. 65 ٪ و 0. 75 ٪ است. کربن عنصر مهمی است که بر استحکام و سختی فولاد تأثیر می گذارد. در این محدوده محتوا ، می تواند به ریل های سنگین قدرت کافی برای مقاومت در برابر فشار عظیم در حین عملکرد لوکوموتیوها و وسایل نقلیه بدهد. محتوای منگنز (منگنز) به طور کلی 0 8 ٪ تا 1. است. 0 ٪. منگنز می تواند قدرت و سختی فولاد را بهبود بخشد و عملکرد جامع ریل های سنگین را تقویت کند. محتوای سیلیکون (SI) بین {10}}} 20 ٪ و 0.25 ٪ است. سیلیکون می تواند باعث بهبود اکسیداسیون فولاد ، بهبود استحکام و سختی فولاد و همچنین تأثیر مشخصی در مقاومت سایش ریل های سنگین شود.
نمرات مختلف فولادی ویژگی های مختلفی دارند. ریل های حاوی منگنز معمولی ، با تأثیر منگنز ، قدرت و مقاومت در برابر سایش را در محیط های حمل و نقل راه آهن مشترک نشان می دهند و یکی از مواد ریلی سنگین است که به طور گسترده استفاده می شود. ریل های فولادی کربن حاوی مس ، به دلیل افزودن عناصر مس ، مقاومت در برابر خوردگی خاصی دارند و برای تخمگذار در بعضی از مناطق مستعد ابتلا به خوردگی ، مانند خطوط ریلی در نزدیکی ساحلی و گیاهان شیمیایی مناسب هستند. ریل های فولادی حاوی مس سیلیکون بالا مزایای عناصر سیلیکون و مس را با هم ترکیب می کنند و از نظر قدرت ، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی عملکرد خوبی دارند.
با توسعه حمل و نقل راه آهن به سمت سرعت زیاد و بار سنگین ، الزامات مواد ریلی سنگین نیز در حال افزایش است. به منظور پاسخگویی به این نیازها ، پرسنل تحقیق و توسعه دائماً در حال بررسی فرمول های جدید مواد و فرآیندهای تولید هستند. به عنوان مثال ، از طریق فناوری میکروالوینگ ، مقادیر عناصر آلیاژ مانند نیوبیوم ، وانادیوم و تیتانیوم به فولاد ریلی سنگین اضافه می شوند تا بیشتر غلات را اصلاح کرده و قدرت ، چقرمگی و مقاومت در برابر ریل های سنگین را بهبود بخشند. این مواد ریلی سنگین جدید می توانند با تأثیر فرکانس بالا قطارهای پر سرعت و فشار زیاد قطارهای بار سنگین ، با افزایش عمر ریل های سنگین روبرو شوند و از ایمنی و کارآیی حمل و نقل راه آهن اطمینان حاصل کنند. بهینه سازی مداوم و نوآوری مواد ریلی سنگین یکی از نیروهای مهم محرک برای توسعه صنعت راه آهن است.