Teški željezni materijal je ključni faktor koji određuje njegove performanse. Kao kamen temeljac, podržava važnu ulogu teške željeznice u željezničkom prevozu.
Čelik za teške šine glavni je materijal za proizvodnju teških šina, a njen hemijski sastav ima strogo zahtjeve za raspon. Obično je sadržaj ugljika (c) između {{0}}. 65% i 0. 75%. Carbon je važan element koji utječe na snagu i tvrdoću čelika. U okviru ovog raspona sadržaja može pružiti teške šine dovoljno snage da izdrži ogroman pritisak tokom rada lokomotiva i vozila. Sadržaj mangana (MN) općenito je 0 8% do 1. 0%. Mangan mogu poboljšati snagu i žilavost čelika i poboljšati sveobuhvatne performanse teških šina. Sadržaj silikona (SI) je između 0. 20% i 0,25%. Silicon može poboljšati deoksidaciju čelika, poboljšati snagu i tvrdoću čelika, a također imati određeni utjecaj na otpornost na habanje teških šina.
Različite čelične ocjene imaju različite karakteristike. Obične šine koje sadrže mangane, sa efektom mangana, pokazuju dobru snagu i otpornost na nošenje u zajedničkim željezničkim prevoznim okruženjima i jedan su od široko korištenih materijala za teške željezničke materijale. Ugasivane čelične šine koje sadrže bakra, zbog dodavanja bakrenih elemenata, imaju određenu otpornost na koroziju i pogodne su za polaganje u nekim područjima podložne koroziji, poput željezničkih linija u blizini primorskih i hemijskih biljaka. Visoko-silicijum koji sadrže čelične šine za bakra kombiniraju prednosti silikonskih i bakrenih elemenata i imaju dobre performanse u čvrstoću, otpornost na habanje i otpornost na koroziju.
Kako se željeznički prevoz razvija prema velikom brzinom i velikoj opterećenju, uvjeti se povećavaju zahtjevi za materijale za teške željezničke materijale. Da bi se ispunili ove potrebe, istraživanje i razvoj osoblje stalno istražuju nove materijalne formule i proizvodne procese. Na primjer, kroz mikroalling tehnologiju, u tragovima elemenata legura, poput niobija, vanadijuma i titanijuma dodaju se u teški željeznički čelik za dodatno pročišćavanje žitarica i poboljšanje čvrstoće, žilavosti i otpornosti na teške šine. Ovi novi materijali za teške željeznike mogu se bolje nositi sa visokim frekvencijskim utjecajem visokog brzina i ogromnog pritiska vozova za teške opterećenja, proširiti servisni vijek trajanja teških šina i osigurati sigurnost i efikasnost željezničkog prijevoza. Kontinuirana optimizacija i inovacija materijala za teške željezničke pruge jedna je od važnih pokretačkih snaga za razvoj željezničke industrije.