Deunydd rheilffordd trwm yw'r ffactor allweddol sy'n pennu ei berfformiad. Fel y conglfaen, mae'n cefnogi rôl bwysig rheilffordd drom wrth gludo rheilffyrdd.
Dur rheilffordd trwm yw'r prif ddeunydd ar gyfer cynhyrchu rheiliau trwm, ac mae gan ei gyfansoddiad cemegol ofynion ystod lem. Fel arfer, mae'r cynnwys carbon (c) rhwng {{{0}}. 65% a 0. 75%. Mae carbon yn elfen bwysig sy'n effeithio ar gryfder a chaledwch dur. O fewn yr ystod cynnwys hon, gall roi digon o gryfder i reiliau trwm wrthsefyll y pwysau enfawr yn ystod gweithrediad locomotifau a cherbydau. Mae'r cynnwys manganîs (mn) yn gyffredinol yn 0. 8% i 1. 0%. Gall manganîs wella cryfder a chaledwch dur a gwella perfformiad cynhwysfawr rheiliau trwm. Mae'r cynnwys silicon (SI) rhwng 0. 20% a 0.25%. Gall silicon wella dadocsidiad dur, gwella cryfder a chaledwch dur, a chael effaith benodol hefyd ar wrthwynebiad gwisgo rheiliau trwm.
Mae gan wahanol raddau dur nodweddion gwahanol. Mae rheiliau cyffredin sy'n cynnwys manganîs, gydag effaith manganîs, yn dangos cryfder da ac ymwrthedd gwisgo mewn amgylcheddau cludo rheilffyrdd cyffredin, ac maent yn un o'r deunyddiau rheilffordd trwm a ddefnyddir yn helaeth. Mae gan reiliau dur carbon sy'n cynnwys copr, oherwydd ychwanegu elfennau copr, rai ymwrthedd cyrydiad ac maent yn addas ar gyfer gosod mewn rhai ardaloedd sy'n agored i gyrydiad, megis rheilffyrdd ger y glan môr a chemegol. Mae rheiliau dur sy'n cynnwys copr silicon yn cyfuno manteision elfennau silicon a chopr, ac mae ganddynt berfformiad da mewn cryfder, ymwrthedd i wisgo ac ymwrthedd cyrydiad.
Wrth i gludiant rheilffordd ddatblygu tuag at gyflymder uchel a llwyth trwm, mae'r gofynion ar gyfer deunyddiau rheilffordd trwm hefyd yn cynyddu. Er mwyn diwallu'r anghenion hyn, mae personél Ymchwil a Datblygu yn archwilio fformwlâu deunydd a phrosesau cynhyrchu newydd yn gyson. Er enghraifft, trwy dechnoleg ficroalloying, mae olrhain symiau o elfennau aloi fel niobium, vanadium, a titaniwm yn cael eu hychwanegu at ddur rheilffordd trwm i fireinio'r grawn ymhellach a gwella cryfder, caledwch a gwrthiant gwisgo rheiliau trwm. Gall y deunyddiau rheilffordd trwm newydd hyn ymdopi yn well ag effaith amledd uchel trenau cyflym a phwysau enfawr trenau llwyth trwm, ymestyn oes gwasanaeth rheiliau trwm, a sicrhau diogelwch ac effeithlonrwydd cludo rheilffyrdd. Mae optimeiddio ac arloesi parhaus deunyddiau rheilffordd trwm yn un o'r grymoedd gyrru pwysig ar gyfer datblygu'r diwydiant rheilffyrdd.