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铁路整体车轮必须具有良好的性能，如足够的强度、耐磨性能、抗热损性能和噪音／振动特性等。整体车轮由轮毂、辐板和轮辋组成，各部分的性能要求并不相同。辐板必须具有足够的力学强度以承受列车载荷，同时辐板结构的设计须考虑热应力分布。轮辋部分的钢种材料应考虑耐磨性和抗热损伤性能，而这两者与材料的碳含量有着不同的相关性。日本国内使用的铁路车轮材料规范是基于一系列轮轨磨耗性能研究试验结果而制定的。