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本发明公开了一种梯度结构超细贝氏体低合金轨道钢及其制备方法，属于钢铁冶金技术领域。将待处理轨道用钢进行三道热加工处理，使该梯度结构超细贝氏体轨道钢具有铁素体‑珠光体双相组织和超细贝氏体组织形成的梯度结构。本发明利用梯度结构，使得轨道的基体为铁素体‑珠光体复相组织，仅在服役表面表层为超细贝氏体，从而可以使得合金元素含量大幅度降低，显著减少轨道钢中的偏析，显著提高强韧性。