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针对我国铁路提速及重载后钢轨的使用现状，本文提出了我国低合金高强度贝氏体钢轨的研究方向、步骤及实施方案，并在国内首次系统的开展了低合金高强度贝氏体钢轨的实验室研究、工业性试制、实物性能以及铺设使用研究。
实验室研究结果表明，两组不同化学成分范围的贝氏体钢轨试验钢锻后空冷、锻后缓冷以及热处理后的室温抗拉强度Rm分别大于1430MPa、1390MPa和1260MPa；Ni元素有利于提高贝氏体钢空冷后残余奥氏体的机械稳定性；经热处理后两组试验钢的屈强比大于0.79，断后伸长率A大于17.0％，冲击功大于85J，残余奥氏体的机械稳定性大于79％；透射电子显微镜(TEM)观察及选区电子衍射花样标定显示，试验钢的显微组织由板条状无碳化物贝氏体铁素体和膜状残余奥氏体组成，热处理后贝氏体铁素体板条内有碳的偏聚。
确定了贝氏体钢轨钢的成分范围后，开展了贝氏体钢轨的工业性试制、实物性能研究和焊接性能研究。实物性能研究结果表明，试制的贝氏体钢轨室温下全断面平均抗拉强度达到1240MPa，断后伸长率15.3％，平均冲击功达到142J，-20℃断裂韧性KIC为48MPa·m1/2；钢轨全断面显微组织为无碳化物贝氏体；钢轨轨底最大残余拉应力为340MPa左右，理论计算证明，此级别的残余应力不会影响钢轨铺设使用的安全性；与U75V珠光体型热处理钢轨及热轧钢轨相比，贝氏体钢轨的耐磨性能分别提高33％和67％，且具有明显的抗表面伤损能力；焊接性能研究结果表明，贝氏体钢轨具有良好的焊接性，其接触焊、气压焊和铝热焊接头的各项性能均达到了我国铁路钢轨的铺设使用要求。
完成工业试制和实物性能研究后，开展了贝氏体钢轨的试铺试验研究。结果表明，与U75V珠光体热处理钢轨及热轧钢轨相比，贝氏体钢轨具有更高的抗剥离掉块能力和较为突出的耐磨性能。铺设使用效果说明，贝氏体钢轨的综合使用性能优于珠光体热处理钢轨及热轧钢轨，使用寿命比珠光体热处理钢轨提高一倍以上。
本文所研究的低合金高强度贝氏体钢轨达到了设计目标，填补了我国贝氏体钢轨研究的空白，为提高我国铁路钢轨和辙叉的使用寿命提供了新材料、新思路。