早期的軌道是木制的，其最大問題是強(qiáng)度低慢蜓，容易破損亚再，承載力很弱。隨著鑄鐵的工業(yè)的發(fā)展晨抡，人們自然把鑄鐵應(yīng)用軌道交通中氛悬，改善軌道運(yùn)輸?shù)男阅堋Ｔ谶@章中耘柱，我們主要講述“鐵軌”如捅。
公元16世紀(jì)中葉，1760年代调煎，英國的工業(yè)革命剛開始镜遣。人們?yōu)榱嗽黾幽拒墘勖谚T造鐵條釘在木軌的表面士袄，稱為條形軌道（strap iron rails）烈涮。雖然這個(gè)改進(jìn)了木軌的壽命，但也有不少問題窖剑。
由于，鐵條釘在木軌表面戈稿，隨著車輪和軌面摩擦西土、滾動(dòng)，固定釘子容易松動(dòng)鞍盗。有時(shí)候需了，鐵條的一段會(huì)翹起，等下一輛軌道車通過時(shí)般甲，翹起的鐵條會(huì)刺穿正在通過的軌道車的底部肋乍，這類事故稱為擺蛇頭（snakehead)。
鐵條軌道屬于“輕”軌敷存，不能承受重載墓造。這種軌道的優(yōu)點(diǎn)是建造相對廉價(jià)，工期較短锚烦。
由于鐵條軌道的顯著缺陷涮俄，另一方面鑄鐵工業(yè)的發(fā)展蛉拙，全鑄鐵的軌道出現(xiàn)。1776年彻亲，一種平板帶緣（“Ｌ”形）的鑄鐵軌道代替了木制軌道孕锄，應(yīng)用到馬力軌道運(yùn)輸吮廉。 當(dāng)時(shí)的鑄造技術(shù)，軌道短（3英尺畸肆，不到一米）宦芦。 因此整個(gè)軌道建造后不久就變得不很平齊。這種軌道大量地使用了近50年恼除，到1830年踪旷，該軌道的用戶就逐漸減少了。
1789年豁辉，本杰明.O（Benjamin Outram）和他的合作伙伴威利姆.J(William Jessop ）發(fā)明一種稱為“魚肚行（fishbelly)”軌道令野，其軌道中間寬兩邊窄，形狀如同魚肚形徽级。輛段窄的部分气破，是軌道之間的連接部。這種軌道有長有段餐抢，長的軌道軌道6英尺10寸现使。
顯然旷痕，這種軌道面不寬碳锈，要求與之配套的輪緣車輪。In 1789, 英國人William Jessup? 設(shè)計(jì)了第一個(gè)有輪緣（Flange）的車輪欺抗。 本杰明.O（Benjamin Outram）和威利姆（William Jessop ）天衣無縫的合作創(chuàng)造了第一個(gè)工字型（截面售碳，英文I-beam）和第一次設(shè)計(jì)的輪緣，這在軌道運(yùn)輸史上绞呈，是一個(gè)突破贸人。
“Ｌ”形鐵軌和魚肚形鐵軌都是鑄鐵。由于鑄鐵材料性能較脆佃声，很容易斷裂艺智。其次，魚肚形軌道架在石墩上圾亏，石墩之間的距離十拣，也就軌距的控制很麻煩。
1820年志鹃， 約翰.B (John Birkinshaw 英）取得了低碳鋼（wrought Iron）軌道的專利父晶，并將軌道制造長度增加到15英尺。低碳鋼弄跌，不是鋼甲喝，依然是鐵。于鑄鐵不同的是铛只，鑄件是鐵礦融化的鐵水埠胖，直接進(jìn)入模具（moulding),冷卻后形成部件糠溜。低碳鋼是鐵水形成的基本鐵形，在冷卻前或冷卻后從新加熱直撤，進(jìn)行鍛打非竿，滾壓等機(jī)械處理，并形成設(shè)計(jì)的形狀谋竖。 低碳鋼軌道就是經(jīng)過滾壓形成的红柱。通常低碳鋼含碳量少于鑄鐵，強(qiáng)度和柔韌性優(yōu)于鑄鐵蓖乘。真正的鋼軌是在1857年锤悄，Robert Forester Mushet（英）制造了第一批鋼軌（steel），并將其用在英國Derby 車站嘉抒。
1820年零聚，鐵軌的滾壓（Rolling）技術(shù)就發(fā)明了，200年后的的今天些侍，鋼軌生產(chǎn)還在應(yīng)用這個(gè)技術(shù)隶症。請看YouTube 的一段視頻，鋼軌是如何制造的岗宣。
這里要說明一下蚂会，1804年，蒸汽就開始上軌實(shí)驗(yàn)了耗式，鑄造軌道基本上承受不了蒸汽機(jī)車的重量胁住。低碳鋼軌道發(fā)明的很及時(shí)，為蒸汽機(jī)車的推廣奠定了基礎(chǔ)纽什。
從1789年輪緣和魚肚形鐵軌發(fā)明，鐵軌的形狀在不斷地變化躲叼，其目的就是增加鐵軌的承載能力芦缰，下圖就說明了鐵軌截面形狀的變化于承載力變化的時(shí)間圖。
由于低碳鋼的引入和良好的性能枫慷，再加上蒸汽機(jī)車的成功應(yīng)用让蕾，1825-1840年鐵路運(yùn)輸膨脹發(fā)展，這是后話或听。
