鋼軌是軌道結構的重要部件，承擔著引導車輪、傳遞載荷的作用，需要具備足夠的強度、穩定性和耐磨性。鋼軌斷面形狀采用工字型，以使鋼軌具有最佳抗彎能力，鋼軌由軌頭、軌腰和軌底組成。
鋼軌類型和強度以每米長度的大致質量（千克數）表示，如中國現行標準鋼軌類型有43kg/m，50kg/m、60kg/m、75kg/m等。中國鋼軌標準長度：43kg/m長度為12.5m或25m；50kg/m以上鋼軌長度為25m、50m、100m三種，無縫線路一般采用鋼廠生產的100m鋼軌（百米定尺軌）運到焊軌廠焊成500m長軌，再運到工地現場焊接成需要的長度。
中國鋼軌生產企業主要有攀鋼集團集團有限公司（簡稱攀鋼）、鞍山鋼鐵集團（簡稱鞍鋼）、包鋼集團（簡稱包鋼）、武鋼集團（簡稱武鋼）和邯鋼集團集團有限責任公司（簡稱邯鋼）等。
發展歷史
從某種意義上說，鋼軌的發展史，也是鐵路的發展史，沒有鋼軌技術的進步，重載和高速鐵路技術難以發展，鋼軌質量對鐵路運輸的安全和效率有著重要影響。
國際
歐洲工業革命開始前，軌道都是采用長木材制成，這些木材寬約幾英寸，在木軌道下方，每隔兩到三英尺會橫向放置一段木頭做枕木，枕木主要用來固定木軌，使其保持規定的寬度。其上方行駛的車輪也是木制的，那時還不能大規模生產鋼鐵，鐵也是很貴的材料，木質軌道很容易磨損，后來人們在它的表面貼上薄薄的長鐵片，用釘子固定在軌道上，這樣不僅能延長軌道使用壽命，還可以減少摩擦阻力，這便是最原始的鐵軌。
隨著煉鐵技術的進步，1767年世界上出現了第一段鐵軌，所用的材料是可鍛鑄鐵。1830年英國人維格諾利斯和美國人史文斯設計出了斷面為“倒T”形狀的鋼軌。1831年生產的鑄鐵軌道長約1.8米，呈魚腹形，橫斷面是L形，這些設計都可以增加強度，軌道的兩端可以固定在枕木上。用這種鑄鐵軌道鋪成的鐵路被稱為“板式鐵路”，它主要用于連接煤礦、鐵礦和煉鐵廠。1839年，用于連接英國倫敦和克羅伊登鐵路的Vignoles鐵軌是工字形的，它可以使用道釘很方便地固定在枕木上。隨著大規模液態鋼鐵冶金技術的發展，比鐵軌更堅硬的鋼軌在1857年被制造出來，并于1857年在英國軋制成功。鋼軌逐漸演變成工字型，冶煉和軋制工藝逐漸成形。1964年法國首先采用萬能軋機軋制鋼軌，整個鋼軌斷面在水平和垂直輥同時作用下對稱加工成型。此后日本也采用萬能法軋制為高速鐵路生產鋼軌。
中國
1876年，中國土地上出現了第一條鐵路——吳淞鐵路，軌距762mm，軌重13kg/m。中國第一次自己生產鋼軌是在修筑唐胥鐵路時，1880年由開平礦區生產，唐胥鐵路全長9.7km，采用1.435mm的軌距和15kg/m的鋼軌。1893年，張之洞著手開采大冶鐵礦并創辦漢陽鐵廠，漢陽鐵廠于1894年建成，是以煉鐵、煉鋼、軋鋼為主體的鋼鐵廠，產品有生鐵、鋼軌、鋼錠（坯）和多種規格的方、扁、角、工字、槽形、丁字、八角鋼及板材等。經過不斷改造，漢陽鐵廠在1902年開始大量生產，生鐵產量達到15825噸。自此，中國開始了為修建鐵路而自造鋼軌的現代化鋼鐵工業歷程。1911年由清郵傳部制定了我國首項鋼軌標準《奏定八十五磅鋼軌及附屬品制造驗收通行章程》，對統一鋼軌的軌型、制造和驗收，起到了重要作用。1922年中華民國制定了《中華民國國有鐵路鋼軌及扣件規范書》，該標準僅包含1種43kg/m的鋼軌軌型。
中國的近代鋼軌制造可以劃分成三個階段：漢陽鐵廠開辦以前的1870~1896年；漢陽鐵廠開辦后，以漢陽鐵廠制鋼軌為主的1896~1926年；漢陽鐵廠停產后的1926~1949年。中國鋼軌生產制造企業在20世紀70年代開始對煉鋼進行技術改造，轉爐煉鋼替代平爐煉鋼，2003年起，國內鋼廠開始引進國外先進設備，萬能軋制取代孔型軋制，鋼軌幾何尺寸和平直度控制水平等均大幅提升。2004年，攀鋼集團有限公司建成國內第1家萬能生產線，采用萬能軋制工藝生產制造100m定尺長鋼軌，2004年12月生產制造出國內第1支100m長定尺鋼軌。之后，國內其他鋼軌生產制造企業先后完成現代化的技術改造，均具備現代化生產鋼軌的能力。2007年我國頒布了新標準GB2585-2007，新增了60kg/m的重軌和75kg/m的重機軌。
鋼軌類型
軌型
現代鐵路鋼軌軌型均為工字形。工字形斷面最早由美國工程師史蒂文斯于1830年設計，中國稱為工字形斷面，國外稱為T形鋼軌。鋼軌軌型舊時稱為軌式、樣式，現在鋼軌標準稱為軌型。美國標準將軌型稱為鋼軌斷面；歐洲標準稱為鋼軌廓形；日本標準稱為鋼軌類型。
鋼軌軌型有輕軌鐵路（9~30kg/m鋼軌)，有軌電車用槽型軌，起重機鋼軌，重軌（38kg/m及以上，實際有38、43、50、60、75kg/m），道岔鋼軌等，其中應用最多也最廣泛的是重軌。道岔鋼軌由于受力和加工的需要，歐洲標準將其歸為3類：非對稱鋼軌、對稱厚腰鋼軌和對稱全腰鋼軌。目前中國納入標準的道岔用軌只有非對稱鋼軌，如50AT1、60AT1等。國鐵集團干線大量使用60kg/m鋼軌；美國鐵路軸重大（達30~35t），主要使用68kg/m（136RE）鋼軌。
鋼軌牌號和化學成分
鋼軌牌號根據不同化學成分分為U71Mn、U75V、U77MnCr、U78CrV、U76CrRE等。
交貨狀態
鋼軌按交貨狀態分為熱軋軌和熱處理軌（即火軌），無論鋼軌強度多少凡是以熱軋狀態交貨均稱之為熱軋鋼軌。熱處理鋼軌依其工藝條件又可分為離線熱處理鋼軌（鋼軌軋制冷卻后再重新加熱）及在線熱處理鋼軌（利用軋制余熱對其進行熱處理不再二次加熱）。按熱處理鋼軌中化學成分的不同，又可分為碳素熱處理鋼軌、微合金熱處理鋼軌和低合金熱處理鋼軌。
鋼軌分類
鋼軌還可以按照鋼種、力學性能、金相組織等劃分。
按鋼種劃分，鋼軌可以分為碳素軌、微合金軌和低合金軌三種。中國生產的碳素軌為高錳中碳軌；微合金軌是在原鐵礦石中加入適量的合金元素如釩、鈦、鉻、之后冶煉軋制而成的鋼軌，這種鋼軌的強度和韌性高于碳素軌；低合金軌是鋼中加入低量合金，如鋼中加入0.80％～1.20％Cr的EN320Cr。
按力學性能劃分，鋼軌可分為普通軌、耐磨軌和高強度軌。根據最低的抗拉強度有780MPa、880MPa、980MPa、1180MPa、1200~1300MPa?？估瓘姸?80MPa鋼軌（如歐洲EN220、中國U74等）；抗拉強度880MPa（如EN260、EN260Mn、UIC900A、中國U71Mn等）；抗拉強度980MPa鋼軌（如美國面積普通鋼軌，中國PD3，BNbRE熱軋軌）；抗拉強度1080MPa鋼軌（如EN320Cr合金鋼軌，日本HH340在線熱處理鋼軌）、1180MPa（如日本HH370在線熱處理鋼軌，EN350HT，EN350LHT，中國PD2淬火鋼軌）和1200～1300MPa（微合金或低合金熱處理鋼軌，如中國PD3淬火鋼軌等）。一般強度為1080MPa及以上的鋼軌被稱為耐磨軌或高強度軌。
按金相組織劃分，鋼軌可分為珠光體軌、貝氏體軌、馬氏體軌、過共析珠光體軌。
生產流程
鋼軌制造主要包括冶煉、坯料、軋鋼和精整工序，鋼軌生產過程經過電弧爐、鋼包爐、真空脫氣罐、連鑄機鑄連鑄坯以及鋼軌軋制，軋制精整后鋼軌需要經過集中檢測，以確保鋼軌滿足各項技術要求。以高速鐵路鋼軌生產為例，國內外鋼軌生產工藝及設備見下表。
技術指標
鋼軌性能
鋼軌在極其復雜的受力條件下工作，鋼軌狀態的好壞直接影響行車安全，鋼軌性能主要包括強度、塑性、硬度、韌性和疲勞。對鋼軌使用要求是十分嚴格且鋼軌有些性能之間是矛盾的，需要綜合選擇。鋼軌應滿足以下使用要求：
（1）較高強度和硬度，以達到較高的承載能力和較長的使用壽命。
（2）較高的抗疲勞傷損的安全可靠性，防止軌頭內側剝離及可能由此引起的鋼軌橫向斷裂。
（3）較強的抗不均勻磨耗性能和鋼軌全長范圍內硬度的均勻性，避免引起波紋、波浪等不均勻磨耗。
（4）良好的焊接性能，以便采用無縫線路。
（5）良好的道岔機加工性能以獲得良好的道岔質量。
（6）化學成分便于進行熱處理，以提高鋼軌的強韌性。
（7）嚴格的尺寸公差及鋼軌工作邊平順性，減少軌道周期性不平順。
定尺長度
鋼軌定尺長度反映國家的鋼軌生產水平和管理水平。國外鋼軌定尺長度情況為：日本150m（實際應用為50m）、德國120m、法國80m、美國24.4m（80英尺）、俄羅斯25m。
中國在20世紀50年代鋼軌制造初期，受冶金水平限制生產定尺長度12.5ｍ的鋼軌；后來隨著裝備水平的提高，生產了定尺長度25ｍ的鋼軌；2000年后經鋼軌生產線改造，目前可以生產定尺長度50m、100m的鋼軌。
鋼軌長定尺生產具有如下優點：
（1）減少接頭數量。接頭數量越少鐵路運營安全性越高，同時因平順性提高，一方面增加了旅客舒適性，另一方面大幅減少鋼軌焊接工作量和線路維養工作量。
（2）去掉軌端探傷盲區。鋼軌生產過程中采用在線探傷，兩端至少有0.3～0.5m鋼軌不能準確探傷，而鋼軌定尺長度為12.5m或25m時，兩端鋸切量不足0.5m，導致軌端存在探傷盲區。
（3）去掉軌端矯直盲區。鋼軌生產采用平立復合輥矯，鋼軌進出矯直機時兩端至少有1m鋼軌矯直不充分，所以鋼軌定尺長度為12.5m或25m時存在矯直盲區；同時，軌端壓下量與鋼軌本體壓下量不同，表現為兩端鋼軌軌高比本體高出0.3～0.5mm，這對保證鋼軌軌高一致性從而保證軌道的平順性不利。
百米定尺鋼軌的研制成功，為中國高速鐵路建設奠定了堅實基礎。
鋼軌傷損
鋼軌傷損指鋼軌發生折斷、裂紋及其他影響和限制鋼軌使用性能的各種狀態，按傷損程度，分為不到輕傷、輕傷、重傷、折斷四類。
鋼軌傷損類型有擦傷、裂紋、核傷、掉塊、細裂紋、裂縫、剝離掉塊、剝離裂紋、磨耗、波浪磨耗、凹陷、壓潰、壓陷、折疊裂紋、銹蝕、疲勞斷裂、脆性斷裂、折斷等。
在役鋼軌出現的主要問題是鋼軌重傷，如軌頭磨耗、波浪磨耗、波浪彎曲、孔裂、軌腰裂紋、彎道的側磨和剝離掉塊等，軌頭磨耗通常表現為鋼軌在輪軌摩擦力和接觸應力的作用下，在鋼軌頭部發生的沿全長的磨損。波浪磨耗是鋼軌踏面在全長出現周期性高低不平的波浪狀磨耗，軌頭下顎和整個斷面保持平直。波浪彎曲是鋼軌沿縱向在踏面呈現明顯的波浪狀不平順，軌頭下顎及軌身均隨鋼軌踏面呈現周期性的彎曲。軌頭壓潰指發生在軌頭踏面處，由被壓潰的金屬所形成的飛邊?？琢阎镐撥壴诹熊嚊_擊載荷作用下，在螺栓孔邊角處由于存在應力集中或其他缺陷而造成的裂紋。這種裂紋受載荷反復作用而擴展，甚至發生斷裂。
發展方向
國際
國際鋼軌最新研究動向是高強度鋼軌，主要研究方向分為過共析珠光體鋼軌、馬氏體鋼軌和貝氏體鋼軌。
日本新日本制鐵公司公司提出通過增加珠光體片中滲碳體相密度來提高耐磨性能，研究了過共析鋼在鋼軌上的應用。過共析鋼軌耐磨性比傳統熱處理共析鋼軌提高20%，焊接性能接近熱處理鋼軌。
英鋼聯研究開發了低碳馬氏體鋼軌，并申請了專利，這種鋼軌其耐磨性與珠光體熱處理鋼軌相似，但韌性高。
新的高強度鋼軌研發重點主要集中在貝氏體鋼軌上，法國、日本從提高抗接觸疲勞性能角度研制的貝氏體鋼軌已經上道試鋪，效果良好。英國研制的貝氏體轍叉上道試用，情況良好。美國研制了J6貝氏體型鋼軌，抗拉強度可達到1500MPa，已在北美得到廣泛應用。
中國
中國采用錳硅Cr合金鋼體系研制貝氏體鋼軌，不含或少含昂貴元素，合金成本較低，具有更好的焊接性能和抗剝離掉塊能力。但相對強度較低，抗拉強度一般不超過1400MPa。中國研制的貝氏體鋼軌已較大范圍應用到重載鐵路道岔，并初步批量應用于鐵路曲線區段和直線軌上。
參考資料 >
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小知識 | 鋼軌發展史-軌道科技網.軌道科技網.2023-04-26
小知識 | 鋼軌發展史.搜狐.2023-05-05
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中國鐵路百年史話.中國政府網.2023-04-24
百年老鋼軌 一段活歷史.科學網.2023-04-26
鋼軌.昆山艾力克斯精密機械有限公司.2023-12-16