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随着我国铁路向着高速、重载方向的迅速发展，对车轮的质量与性能提出了更高的要求，需要优良的冶金质量确保安全性，高的强度来适应大的载重量，高的韧性来保证车轮运行的可靠性，高的耐磨性以延长其使用寿命。但目前国内的生产水平与日本、法国等发达国家还有很大差距，产品性能也不是很稳定，不能满足我国高速铁路迅速发展的需求。
氧化物冶金目的就是通过在以氧化物为核心的夹杂物上形成针状铁素体，由此改善材料组织，通过细晶强化和沉淀强化提高车轮钢的强度和韧性。针状铁素体能否形成，夹杂物的类型是决定条件之一。很多种类的夹杂物可能诱发晶内针状铁素体，如Ti2O3、MnS、TiN、VC和VN等。目前研究发现的复合夹杂物基本都是先形成高熔点的氧化物，再在其上形成MnS，最后得到所要的复合夹杂物。本论文主要在现有的CL60车轮钢基础上添加Ti，在凝固前产生Ti2O3夹杂物，在凝固过程中，MnS在Ti2O3上形核生长形成复合夹杂物，通过对比所得夹杂物的类型、形状、尺寸，从有利于晶内针状铁素体形成方面上选择合适的成分方案。并通过热模拟试验模拟热加工过程，根据试验结果为车轮钢热加工方案提供指导。
试验结果表明，将国产CL60的S含量由0.005％提高到0.025％后，MnS夹杂物尺寸明显增大，呈长条状，且为链状分布，这对性能都是不利的。在国产CL60的基础上添加0.010％的Ti后，MnS以氧化钛为核心形成球状的复合夹杂物，尺寸较小，这种复合夹杂物有利于针状铁素体在其上形核。要保证得到珠光体加铁素体组织，按日标和欧标的成分生产的高速车轮钢冷却速度分别要保持在5℃/s和3℃/s以下。