مادة السكك الحديدية الثقيلة هي العامل الرئيسي الذي يحدد أدائها. مثل حجر الزاوية ، فإنه يدعم الدور الهام للسكك الحديدية الثقيلة في نقل السكك الحديدية.
الصلب الثقيل للسكك الحديدية هو المادة الرئيسية لتصنيع القضبان الثقيلة ، وتكوينها الكيميائي لها متطلبات صارمة في النطاق. عادةً ما يكون محتوى الكربون (C) بين {{0}}. 65 ٪ و {4}}. 75 ٪. الكربون عنصر مهم يؤثر على قوة وصلابة الصلب. ضمن نطاق المحتوى هذا ، يمكن أن يعطي القضبان الثقيلة قوة كافية لتحمل الضغط الضخم أثناء تشغيل القاطرات والمركبات. محتوى المنجنيز (mn) عمومًا 0. 8 ٪ إلى 1. 0 ٪. يمكن للمنغنيز تحسين قوة وصباقة الصلب وتعزيز الأداء الشامل للقضبان الثقيلة. محتوى السيليكون (SI) يتراوح بين 0. 20 ٪ و 0.25 ٪. يمكن للسيليكون تحسين إزالة الأكسدة من الفولاذ ، وتحسين قوة وصلابة الصلب ، كما أن يكون لها تأثير معين على مقاومة التآكل للقضبان الثقيلة.
درجات الصلب المختلفة لها خصائص مختلفة. تُظهر القضبان العادية التي تحتوي على المنغنيز ، مع تأثير المنغنيز ، قوة جيدة ومقاومة للارتداء في بيئات نقل السكك الحديدية الشائعة ، وهي واحدة من مواد السكك الحديدية الثقيلة المستخدمة على نطاق واسع. تحتوي قضبان الصلب الكربونية المحتوية على النحاس ، نظرًا لإضافة عناصر النحاس ، إلى مقاومة بعض التآكل وهي مناسبة لوضع في بعض المناطق عرضة للتآكل ، مثل خطوط السكك الحديدية بالقرب من النباتات الساحلية والكيميائية. تجمع القضبان الفولاذية التي تحتوي على النحاس عالية السيليكون بين مزايا عناصر السيليكون والنحاس ، ولها أداء جيد في القوة ، ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل.
مع تطور نقل السكك الحديدية نحو السرعة العالية والحمل الثقيل ، تزداد متطلبات مواد السكك الحديدية الثقيلة. من أجل تلبية هذه الاحتياجات ، يستكشف موظفو البحث والتطوير باستمرار صيغ مواد جديدة وعمليات الإنتاج. على سبيل المثال ، من خلال تقنية Microalloying ، تتم إضافة كميات تتبع من عناصر السبائك مثل النيوبيوم والفاناديوم والتيتانيوم إلى الفولاذ الثقيل للسكك الحديدية لزيادة تحسين الحبوب وتحسين القوة والمتانة وارتداء مقاومة القضبان الثقيلة. يمكن لمواد السكك الحديدية الثقيلة الجديدة أن تتعامل بشكل أفضل مع التأثير العالي التردد للقطارات عالية السرعة والضغط الهائل للقطارات الثقيلة ، وتوسيع عمر خدمة القضبان الثقيلة ، وضمان سلامة وكفاءة نقل السكك الحديدية. يعد التحسين المستمر والابتكار لمواد السكك الحديدية الثقيلة أحد القوى الدافعة المهمة لتطوير صناعة السكك الحديدية.