In den Jahren 1956 bis 1960 fertigten diverse Fabriken in China insgesamt 42 Prototypen einer neuen 1'E1'-Güterzuglokomotive, die auf der sowjetischen ОР21 basierte. Ab 1964 begann in Datong die Serienfertigung von insgesamt 4.675 weiteren Exemplaren der bald als QJ bezeichneten Maschinen. Das Kürzel stand hier für „Qianjin”, was „Fortschritt” bedeutet.

Sie ersetzten die JF und FD im schweren Güterverkehr und zogen auch schwere Personenzüge. Zu ihren Merkmalen gehörte neben dem Stoker und den meist vorhandenen Windleitblechen auch das markante Luftdruckhorn. Einige QJ wurden auch in sowjetischer Breitspur gebaut. An anderen Maschinen wurde ein Schornstein erprobt, der dem Giesl-Ejektor glich.

Obwohl die Fertigung bis 1988 lief, wurde schon in den Achtzigern begonnen, sie gegen Dieselloks zu ersetzen. Nachdem der Dampfbetrieb bei der Chinesischen Staatsbahn 2002 offiziell beendet wurde, waren 2003 die letzten von den Hauptstrecken verschwunden. Die private JiTong-Eisenbahn setzte die QJ jedoch bis 2005 zum Kohletransport auf ihrer 945 km langen Strecke in der Inneren Mongolei ein und auch bei Industriebetrieben war sie bis ca. 2010 im Einsatz. Drei QJ fanden später auch den Weg in die USA.

In den dreißiger Jahren hatte die Reichsbahn das Ziel, den Güterzugverkehr entscheidend zu beschleunigen. Als stärkste Güterzuglok unter den Einheitsloks wurde so die Baureihe 45 mit der Achsfolge 1'E1' entwickelt, um die Baureihen 41 und 44 nach oben zu vervollständigen. Die Anforderungen sahen vor, dass 1.200 Tonnen in der Ebene mit 80 km/h und 1.000 Tonnen bei fünf Promille Steigung noch mit 60 km/h gezogen werden können. Außerdem sollte die Lok trotz ihrer vielen Achsen auch die kleinsten Kurvenradien befahren können, was mittels seitenverschiebbarer Achsen und Krauss-Helmholz-Lenkgestellen möglich gemacht wurde.

Im November 1936 und im Juni 1937 wurde jeweils ein Vorserienexemplar beschafft, aber erst 1940 und 1941 wurden die 26 Serienmaschinen mit den Nummern 45 003 bis 45 028 ausgeliefert, welche etwas leistungsfähiger waren. Sie stellten von Anfang an ihre hohe Leistung unter Beweis und wurden nicht nur im Eilgüterzugdienst eingesetzt, sondern machten auch im Schnellzugdienst den eigentlichen Schnellzugloks wie etwa der Baureihe 01 Konkurrenz.

Zwar konnten sie nicht sie selbe Höchstgeschwindigkeit erreichen, jedoch konnten sie mit einer indizierten Dauerleistung von etwa 3.000 PS (bzw. 2.800 PS bei den beiden Vorserienmaschinen) auch an langen Steigungen mit einem schweren Schnellzug eine hohe Geschwindigkeit aufrecht erhalten. Bei kurzzeitiger Überlastung konnten sogar Leistungen im Bereich von 3.500 PS berechnet werden. Hinzu kam, dass Schnellzugloks oft an die Grenzen der Traktion gelangten, was mit den fünf Kuppelachsen der 45 viel seltener passierte. Schließlich entwickelten die Loks der Baureihen 01 und 03 mit nur zwei Zylindern unter Volldampf ein unruhiges Laufverhalten, während die 45 mit drei Zylindern über einen sehr viel ruhigeren Lauf verfügte. Zudem konnte die Achslast je nach benötigtem Reibungsgewicht und Tragfähigkeit der befahrenen Strecken zwischen 18 und 20 Tonnen umgestellt werden. Dazu mussten nur einige Bolzen am Fahrwerk umgesteckt werden, was die Belastung der Laufachsen veränderte.

Jedoch zeigten sich schon bald die Unzulänglichkeiten der damals weit verbreiteten Stahllegierung St 47 K als Werkstoff für den Kessel. Somit musste der Druck bald von den anvisierten 20 bar auf 16 bar reduziert werden. Hinzu kam, dass die langen Rauchrohre der größten Einheitsloks bald durch übermäßig große Spannungen Probleme bereiteten. Schließlich benötigte solch eine leistungsfähige Lok sehr viel Kohle, weshalb auf Grund der nicht vorhandenen Ausrüstung zur automatischen Rostbeschickung immer zwei Heizer zum Einsatz kommen mussten. Letztendlich wurden Pläne für die Beschaffung von ca. 100 weiteren Exemplaren fallengelassen, da man wegen des nun schon tobenden Krieges die nicht ganz so leistungsfähigen, aber viel günstigeren Kriegsloks bevorzugte. Zudem bedeutete die Instandhaltung eines Schienennetzes für die hohe Achslast von 20 Tonnen in diesen Zeiten einen zu hohen Aufwand.

Nach dem Krieg blieb nur ein Exemplar bei der Reichsbahn, das mit Zwangsumlaufkessel, Kondensationstender und Kohlenstaubfeuerung ohne Erfolg getestet wurde. Im Gegensatz dazu erhielten die bei der Bundesbahn wieder aufgearbeiteten Maschinen neue, geschweißte Kessel und zum Teil einen Stoker, womit sie noch für längere Zeit im Einsatz blieben. Bei der Umzeichnung auf Computernummern im Jahr 1968 waren noch drei Stück vorhanden, die als Bremsloks genutzt wurden.

Die Hocking Valley Railroad erhielt 1920 von der Lehigh Valley 16 Güterzugloks der Achsfolge 1'E1', die für deren Anforderungen mit einem Kuppelraddurchmesser von 63 Zoll (1.600 mm) zu langsam waren. Der neue Betreiber gab den noch fast neuen Loks die Klassenbezeichnung F-1. Sechs Stück gingen einige Jahre später an die Pere Marquette. Die Hocking Valley wurde 1930 von der Chesapeake & Ohio übernommen und diese zehn verbliebenen Loks wurden zur Klasse B-1, welche bis 1913 von zwei Forneys getragen wurde. Sie bekamen 1940 größere Tender und wurden bis 1952 eingesetzt.

Auf dem Raton Pass zwischen Colorado und New Mexico setzte die ATSF Schubloks der Achsfolge 2-10-0 bzw. 1'E ein. Da es auf dem Gipfel keine Möglichkeit zum Drehen der Loks gab, mussten diese rückwärts den Berg wieder hinab fahren. Um die Laufeigenschaften rückwärts zu verbessern, bestellte man bei Baldwin einige 2-10-0-Loks mit einer zusätzlichen Nachlaufachse. Dies führte zur Klasse 900 mit der neuen Achsfolge 2-10-2 oder 1'E1', die nun als „Santa Fé” bekannt wurde.

Der Antrieb erfolgte durch vier Zylinder mit Verbundwirkung in Tandemanordnung. Die Hochdruckzylinder lagen jeweils direkt vor den Niederdruckzylindern und wirkten mit diesen zusammen auf die dritte Kuppelachse. Zur Wartung der Niederdruckzylinder konnten die Hochdruckzylinder mit einem eingebauten Kran entfernt werden. Die dritte Kuppelachse war außerdem die einzige, die keine Spurkränze hatte.

Per Ausgleichshebel wurde die Achslast der ersten beiden Kuppelachsen und der Vorlaufachse untereinander ausgeglichen, ebenso wie die Achslast der hinteren drei Kuppelachsen und der Nachlaufachse. Einige Loks erhielten eine besondere Form der Feuerbüchse, die von Henry W. Jacobs und Frank W. Shupert von den Frisco Lines entwickelt worden war. Sie kam mit Lochblechen statt Stehbolzen aus und hatte Vorteile bei der Wartung, konnte sich aber nicht durchsetzen.

Von der Klasse 900 entstanden insgesamt 85 Stück. Die ersten 40 davon waren für den Raton Pass bestimmt und mit Kohle gefeuert. Die restlichen kamen auf der Strecke zwischen Albuquerque und Arizona zum Einsatz und waren ölgefeuert. Ab 1905 wurden 76 Loks der Klasse 1600 gebaut, die im Wesentlichen mit der Klasse 900 identisch waren. Da es an dieser jedoch Rahmenbrüche gegeben hatte, wurde der Rahmen hier verstärkt, wodurch sich die Reibungslast erhöhte. Unterschiedliche Daten für beide Klassen konnten jedoch nicht gefunden werden.

Ab 1916 wurden die Loks beider Klassen einem Umbau unterzogen, nach dem sie wieder identisch waren. Die Kessel wurden mit einem Überhitzer und mit Wasserrohren in der Feuerbüchse ausgerüstet. Da das Tandemtriebwerk einen zu großen Wartungsaufwand nach sich zog, ersetzte man es gegen ein Zweizylindertriebwerk mit einfacher Dampfdehnung. Dabei wurden nur die Hochdruckzylinder entfernt und die Niederdruckzylinder vergrößert.

Nach den 1'E1' der Klasse F-1 bestellte die Southern Pacific 1921 bei Lima 15 F-3. Sie verfügten über größere Zylinder, einen größeren Kessel und hatten wie ihre Vorgänger einen Booster an der Nachlaufachse. Wie die meisten SP-Dampflokomotiven wurden sie mit Öl befeuert. Um die Fahreigenschaften in Kurven zu verbessern, erhielten sie seitlich bewegliche Lager an der ersten Kuppelachse. 

Da die SP den Namen „Santa Fe” für diese Achsfolge nicht verwenden wollte und keine echten Decapod-Lokomotiven besaß, nannte sie alle ihre 1'E1' „Decks” als Kurzform für „Decapods”. Im Jahr 1922 bestellten sie bei Baldwin 50 sehr ähnliche Lokomotiven, die als Klasse F-4 bezeichnet und in einem einzigen Zug geliefert wurden.

Alle 15 F-3 wurden 1924 auf Kohlefeuerung umgebaut. Zwischen 1940 und 1944 wurden sie wieder auf Ölbetrieb zurückgebaut. Beide Klassen wurden zwischen 1951 und 1958 ausgemustert.

In North Carolina betrieb die Southern Railway die berühmte Saluda Grade mit einer Steigung von durchschnittlich mehr als vier Prozent über mehrere Meilen. Für den Einsatz sowohl als Zug- als auch als Hilfslokomotive auf dieser Steigung und auf den Old Fort Loops wandte sich die Southern im Ersten Weltkrieg der Achsfolge 1'E1' zu. So bestellte sie bei Baldwin 55 Lokomotiven der Klasse Ss, die 1917 und 1918 geliefert wurden und die Nummern 5000 bis 5054 trugen. Diese Lokomotiven waren mit 57-Zoll-Kuppelrädern (1.448 mm), Zylindern von 28 mal 32 Zoll und einem Duplex-Stoker ausgestattet.

Für den Einsatz auf den steilen Steigungen erhielten sie jedoch eine spezielle Ausrüstung. Dazu gehörten längere Wasserstandsanzeiger, die eine bessere Anzeige bei geneigtem Kessel ermöglichten, und eine zweite Luftpumpe, um dem starken Bremseneinsatz Rechnung zu tragen. Außerdem gab es Wasserrohre, mit denen die Reifen der Kuppelräder gekühlt werden konnten. Zum Nachschieben von Personenzügen erhielten sie sogar die erforderlichen Führerstandssignale.

Um die Zugkraft ihrer Schublokomotiven weiter zu erhöhen, unternahm die Southern auch Versuche mit einem zusätzlichen Triebwerk unter dem Tender, auch „Duplex-Tender” genannt. Von der Klasse Ss erhielt zumindest die Nr. 5046 auch diese Anordnung. Hier wurde der vierachsige Tender gegen einen neuen mit der Achsfolge 1'C1' ausgetauscht. Er erzeugte eine zusätzliche Zugkraft von 80 kN und konnte bei niedrigen Geschwindigkeiten zugeschaltet werden, wenn der Kessel genügend Dampf für beide Triebwerke produzierte.

1918 bestellte die Southern-Tochtergesellschaft Cincinnati, New Orleans & Texas Pacific 25 der gleichen Lokomotiven bei ALCO-Richmond. Da sie für die flachen Strecken, für die sie vorgesehen waren, zu langsam waren, wurden sie auch an die steilsten Steigungen verlegt. Später wurden alle 80 Lokomotiven mit 200 statt 190 psi betrieben. Sie hielten sich bis zum Ende der Dampfzeit und wurden 1951 und 1952 ausnahmslos verschrottet.

Das USRA-Standardmodell für schwere, langsame Kohlezüge war die Heavy Santa Fé. ALCO-Brooks lieferte 135 Stück und Baldwin 40 weitere. Den mit Abstand größten Teil bildeten die 130 Exemplare der Klasse N2s der Pennsylvania Railroad. Die Loks galten grundsätzlich als gelungene Konstruktion, die ihre Aufgaben zufriedenstellend erfüllten. Die PRR versah sie schon ab 1923 mit neuen Kesseln mit Belpaire-Feuerbüchse und nannte sie in Klasse N2sa um. Ein grundsätzliches Problem der Heavy Santa Fé war der sehr lange, nicht in einem Stück gegossene Rahmen. Dieser verzog sich mit der Zeit, was zu erhöhten Wartungskosten führte.

Die USRA Light Santa Fe wurde in geringerer Stückzahl produziert als ihre schwere Schwester. Im Vergleich zu dieser hatte sie sechs Zoll kleinere Kuppelräder und einen drei Zoll kleineren Zylinderdurchmesser. Sie teilte die Konstruktion der Feuerbüchse und die Anzahl der Kesselrohre mit der 2-6-6-2 Mallet, aber die Verbrennungskammer und die Rohre waren kürzer.

Von 94 gebauten Light Santa Fes stammten 75 von ALCO und 19 von Baldwin. Der größte Betreiber war die Southern, die 50 Exemplare als Ss-1 einsetzte. Die Seaboard Air Line erhielt 15, die Boston & Albany und die Duluth, Missabe & Northern je zehn, die Chicago & Western Indiana fünf und die Ann Arbor vier.