חומר רכבת כבד הוא גורם המפתח שקובע את ביצועיו. כמו אבן הפינה, היא תומכת בתפקיד החשוב של הרכבת הכבדה בהובלת הרכבות.
פלדת רכבת כבדה היא החומר העיקרי לייצור מסילות כבדות, והרכבו הכימי יש דרישות טווח קפדניות. בדרך כלל התוכן הפחמן (ג) הוא בין {{0}}. 65% ו- 0. 75%. פחמן הוא מרכיב חשוב המשפיע על חוזק הפלדה והקשיות. במסגרת טווח תוכן זה, הוא יכול לתת למסילות כבדות מספיק כוח כדי לעמוד בלחץ העצום במהלך הפעלת קטרים ורכבים. תוכן המנגן (MN) הוא בדרך כלל 0. 8% עד 1. 0%. מנגן יכול לשפר את חוזק הקשיחות של הפלדה ולשפר את הביצועים המקיפים של מסילות כבדות. תוכן הסיליקון (SI) הוא בין 0. 20% ו- 0.25%. סיליקון יכול לשפר את הדוקסידציה של הפלדה, לשפר את חוזק הפלדה וקשיותה, וגם להשפיע על התנגדות השחיקה של מסילות כבדות.
לציוני פלדה שונים יש מאפיינים שונים. מסילות רגילות המכילות מנגן, עם השפעה של מנגן, מראות כוח טוב ועמידות בלאי בסביבות הובלה משותפות לרכבת, והם אחד מחומרי הרכבת הכבדים הנפוצים. מסילות פלדת פחמן המכילות נחושת, בשל תוספת של אלמנטים נחושת, הם בעלי עמידות בפני קורוזיה מסוימת והם מתאימים להנחה באזורים מסוימים הרגישים לקורוזיה, כמו קווי רכבת בסמוך לחוף הים והצמחים הכימיים. מסילות פלדה מכילות נחושת עם סיליקון גבוהות משלבות את היתרונות של אלמנטים של סיליקון ונחושת, ויש להם ביצועים טובים בעוצמה, עמידות בלאי ועמידות בפני קורוזיה.
עם התפתחות הובלת הרכבת לקראת מהירות גבוהה ועומס כבד, גם הדרישות לחומרי רכבת כבדים גדלות. על מנת לענות על צרכים אלה, אנשי מו"פ בוחנים כל העת נוסחאות חומרים ותהליכי ייצור חדשים. לדוגמה, באמצעות טכנולוגיית מיקרו -סגסוגת, מתווספים כמויות עקבות של אלמנטים של סגסוגת כמו ניוביום, ונדיום וטיטניום כדי לשכלל עוד יותר את הדגנים ולשפר את החוזק, הקשיחות והתנגדות הבלאי של מסילות כבדות. חומרי רכבת כבדים חדשים אלה יכולים להתמודד טוב יותר עם ההשפעה בתדר הגבוה של רכבות מהירות והלחץ העצום של רכבות עומס כבד, להרחיב את חיי השירות של מסילות כבדות ולהבטיח את הבטיחות והיעילות של הובלת הרכבת. האופטימיזציה והחדשנות המתמשכת של חומרי רכבת כבדים היא אחד הכוחות המניעים החשובים לפיתוח ענף הרכבות.