O trabalho tem como objetivo caracterizar os materiais de rodas ferroviárias em temperatura ambiente, analisar seu comportamento na temperatura crítica de trabalho e estudar os defeitos oriundos do aquecimento. Foram utilizados três aços dos mais empregados atualmente na categoria de carga do modal ferroviário mundial: dois conforme a norma ferroviária americana AAR M-107 (Classe C e Classe C microligado) e um que atende à norma europeia BS EN 13262 (Grau ER7). A caracterização dos materiais deu-se por meio de ensaios destrutivos de tensão residual, tração, impacto, dureza e tenacidade à fratura. Com objetivo de elaborar a análise estrutural foram empregadas técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS/EDX) e difração de raios X (DRX). Para determinar a temperatura crítica de trabalho, foram utilizados relatórios de ferrovias nacionais e simulação de frenagem por elementos finitos. A análise na temperatura crítica é realizada por ensaios de tração nas temperaturas de 300°C, 400°C, 500°C. A redução da resistência mecânica é aplicada direta ou indiretamente nos defeitos de: desgaste côncavo (hollow wear), escamação (shelling), lascamento (spalling), destacamento de material (shattered rim), chato (slid flat), fenda vertical (vertical split) e trincas térmicas (thermal cracks).