在分析、研究国内外贝氏体钢轨的使用现状后，采用回火工艺来使贝氏体钢中残余奥氏体含量适当并提高残余奥氏体稳定性，从而改善贝氏体钢轨的使用性能。借助力学测试，光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察分析等实验手段，对不同回火制度下贝氏体钢的组织和力学性能进行研究，探讨回火过程的作用。 制定了六套不同的回火工艺，对试验用贝氏体轨钢进行较为全面的回火试验研究。拉伸试验结果表明，350℃回火4h及以上，试验贝氏体钢屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1200MPa，伸长率和断面收缩率分别大于15％和45％，强韧性配合明显高于普通及淬火珠光体钢轨钢。冲击试验表明，350℃回火4h时，冲击韧性大于150J／cm~2：在450℃～550℃回火时，出现明显的回火脆性。光学金相分析和薄膜透射电镜观察表明，未回火及回火后的试验贝氏体钢的组织以粒状贝氏体为主，残余奥氏体主要在板条间以M-A岛状形式分布。不同回火温度及经3％拉伸塑性变形后试验贝氏体钢残余奥氏体的测定结果表明，350℃回火时的残余奥氏体机械稳定性最好。试验贝氏体钢的强韧性随回火温度的变化及残余奥氏体的机械稳定性密切相关。 通过对试验钢进行的实验室研究，本文认为经350℃4h回火后的试验贝氏体钢达到了设计目标，同时认为关于国内贝氏体钢轨的研究还有很多工作要做。