El material ferroviari pesat és el factor clau que determina el seu rendiment. Igual que la pedra angular, suporta l’important paper del ferrocarril pesat en el transport ferroviari.
L’acer ferroviari pesat és el material principal per a la fabricació de carrils pesats i la seva composició química té requisits estrictes. Normalment, el contingut de carboni (c) es troba entre {{0}}. 65% i 0. 75%. El carboni és un element important que afecta la força i la duresa de l’acer. Dins d'aquest rang de contingut, pot donar una força de carrils pesats per suportar la gran pressió durant el funcionament de locomotores i vehicles. El contingut de manganès (mn) és generalment 0. 8% a 1. 0%. El manganès pot millorar la força i la duresa de l’acer i millorar el rendiment integral dels carrils pesats. El contingut de silici (Si) es troba entre 0. 20% i 0,25%. El silici pot millorar la desoxidació de l’acer, millorar la força i la duresa de l’acer i també té un cert efecte sobre la resistència al desgast de les baranes pesades.
Diferents qualificacions d’acer tenen característiques diferents. Els carrils que contenen manganès, amb l'efecte del manganès, mostren una bona resistència i resistència al desgast en entorns comuns de transport ferroviari i són un dels materials ferroviaris pesats àmpliament utilitzats. Les baranes d’acer al carboni que contenen coure, a causa de l’addició d’elements de coure, tenen certa resistència a la corrosió i són adequades per situar-se en algunes zones susceptibles de corrosió, com ara línies de ferrocarril a prop del mar i plantes químiques. Les baranes d’acer que contenen coure d’alta silici combinen els avantatges dels elements de silici i coure i tenen un bon rendiment en força, resistència al desgast i resistència a la corrosió.
A mesura que el transport ferroviari es desenvolupa cap a una gran velocitat i una càrrega pesada, els requisits per a materials ferroviaris pesats també augmenten. Per satisfer aquestes necessitats, el personal de R + D explora constantment noves fórmules de material i processos de producció. Per exemple, mitjançant la tecnologia de microalimentació, s’afegeixen traces d’elements d’aliatge com Niobium, vanadi i titani a l’acer ferroviari pesat per perfeccionar encara més els grans i millorar la força, la duresa i la resistència al desgast dels carrils pesats. Aquests nous materials ferroviaris pesats poden afrontar millor l’impacte d’alta freqüència dels trens d’alta velocitat i l’enorme pressió dels trens de càrrega pesada, ampliar la vida útil de carrils pesats i assegurar la seguretat i l’eficiència del transport ferroviari. L’optimització contínua i la innovació de materials ferroviaris pesats és un dels impulsors importants per al desenvolupament de la indústria ferroviària.