Klíčovým faktorem je těžký železniční materiál, který určuje jeho výkon. Stejně jako Cornerstone podporuje důležitou roli těžké železnice v železniční dopravě.
Těžká kolejnice je hlavním materiálem pro výrobu těžkých kolejnic a její chemické složení má přísné požadavky na dosah. Obvykle je obsah uhlíku (c) mezi {{{0}}. 65% a 0. 75%. Uhlík je důležitým prvkem, který ovlivňuje sílu a tvrdost oceli. V rámci tohoto rozsahu obsahu může poskytnout těžké kolejnice dostatečnou sílu, aby vydržely obrovský tlak během provozu lokomotiv a vozidel. Obsah manganu (Mn) je obecně 0. 8% až 1. 0%. Mangan může zlepšit sílu a houževnatost oceli a zlepšit komplexní výkon těžkých kolejnic. Obsah křemíku (SI) je mezi 0. 20% a 0,25%. Křemík může zlepšit deoxidaci oceli, zlepšit pevnost a tvrdost oceli a také mít určitý vliv na odolnost proti opotřebení těžkých kolejnic.
Různé ocelové známky mají různé vlastnosti. Obyčejné kolejnice obsahující mangan, s účinkem manganu, vykazují dobrou sílu a odolnost proti opotřebení v prostředí běžných železnic a jsou jedním z široce používaných těžkých železničních materiálů. Uhlíkové ocelové kolejnice obsahující měď, kvůli přidání měděných prvků, mají určitou odolnost proti korozi a jsou vhodné pro položení v některých oblastech náchylných k korozi, jako jsou železniční tratě poblíž mořských a chemických rostlin. Ocelové kolejnice obsahující mědi s vysokým obsahem křemíku kombinují výhody křemíkových a měděných prvků a mají dobrý výkon v oblasti pevnosti, odolnosti proti opotřebení a odolnost proti korozi.
Jak se železniční přeprava vyvíjí směrem k vysoké rychlosti a těžkému zatížení, rostou také požadavky na těžké železniční materiály. Za účelem uspokojení těchto potřeb personál výzkumu a vývoje neustále zkoumají nové vzorce materiálu a výrobní procesy. Například pomocí technologie mikroahování se do těžké železniční oceli přidávají do těžké železniční oceli, aby se zdokonalila zrna a zlepšila sílu, houževnatost a opotřebení těžkých kolejnic. Tyto nové těžké železniční materiály se mohou lépe vyrovnat s vysokofrekvenčním dopadem vysokorychlostních vlaků a obrovským tlakem vlaků s těžkým zatížením, prodloužit životnost těžkých kolejnic a zajistit bezpečnost a efektivitu železniční dopravy. Nepřetržitá optimalizace a inovace těžkých železničních materiálů je jednou z důležitých hnacích sil pro rozvoj železničního průmyslu.