日本の蒸気機関車史
マレー式機関車の輸入は、輸送上の隙路になっている急勾配区間の応急対策のためであった。国府津 - 沼津間(現在のJR御殿場線)の箱根越えは急勾配が連続しており、補助機関車(補機)の使用により辛うじて輸送力を確保していた。マレー形機は線路を強化しないままで、機関車の牽引力を増やして輸送改善と合理化を図ろうとするものであった。
訓練用として9020形、9750形、9800形、9850形が輸入された。これらは東海道線の箱根越えと、信越線長野 - 直江津間、関西線加太越え区間などに投入され、箱根越えの貨物列車は重連にB6形の補機をつけて600 tとして、平坦線区間の列車単位のまま直通でき、一定の改善成果をあげた。しかし動輪数が6軸の割に牽引力の強化が期待より低く、動輪2組の整備保守の負担も重く、動輪のフランジ摩耗が多い、13年に誕生した9600形の引力が上回るなどにより、マレー機の本格就役は10年余の短期間に終わった。マレー機の活用できる転用先を探すため、北海道で現地テストもされたが、9600形と比べて有利な点がないとして、 転用が受け入れられなかった。
明治末期の急速に伸びた輸送需要に応える輸送力強化とともに、国産標準形蒸気機関車設計に反映させるためにも、当時、過熱蒸気の採用、設計・工作法の進歩などにより改良の著しかった先進諸外国の技術を導入しておくこととして、明治末年から大正期にかけて大量輸入したのが、C形急行旅客機の4形式、勾配用のマレー形機3形式、急勾配用タンク機の形式であった。
日本の最初期の蒸気機関車は、1872年(明治5年)の新橋(位置は現在の汐留駅) - 横浜(同桜木町駅)間の開業用として、英国から輸入した5形式の10両であった。 鉄道建設の第一次計画は、明治維新後に新しく首都になった東京と京阪神を結ぶ幹線とし、東京 - 名古屋間のルートは、外国軍艦の艦砲射撃を受けやすい海岸線を避けたうえで、長野県など内陸地域の開発につながる中仙道経由(中山道幹線)が当初は計画されていた。新橋 - 横浜間は、幕末以来の国際港である横浜と東京を結ぶ役割があったが、日本列島を広域でつなぐ幹線鉄道の位置付けではなかった。最初期の蒸気機関車は30 km足らずの短区間の運用のため、燃料としてくべる石炭と、水蒸気となる水の積載量が少ない小型タンク機だった。予想の輸送量・列車編成と蒸気機関車の性能などはイギリス人技師によって決められたが、開業後の運輸実績はほぼ計画に合ったもので、蒸気機関車の機構・性能も当時の世界の水準と比較してもほぼ平均的で、 小型の客車約10両編成列車の牽引に見合ったものだった。
この背景に151系や101系に代表される1957年(昭和32年)以降の新性能電車の登場や、液体式変速機の実用化で1953年(昭和28年)のキハ10系以降、長大編成運転可能となった気動車の台頭なども挙げられる。
無煙化計画は、まず明治・大正時代に製造された古参の機関車と幹線用の大型機関車から始まり、次いで地方線区と支線区の中・小型機関車を置き換えていった。特に東海道・山陽本線の電化は早期に進められたため、両線で使用されている大型機関車は早期に余剰となったが、車体寸法や軸重の問題で転用が困難で、一部が呉線・函館本線などの非電化の幹線に転用されたり軽軸重化改装を施されて他の路線に転用されたりしたほかは早々に第一線を退いていった。小回りが利く小型機関車もDD16形などに代表される軽量ディーゼル機関車の登場により、存在価値を失った。
制式機関車が比較的早く置き換えられた中、構内入換用の蒸気機関車は後継機の開発が上手くいなかったため、後年まで生き残った。貨物ヤードでの重作業にはDD13形では力不足であり、DD20形が試作されたものの失敗に終わった。このため、大正時代に製造された8620形や9600形が使われ続けたが、1970年代に入ってDE10形などの入換用のディーゼル機関車が登場すると、次々と置き換えられていった。