Nel 1912 venne nominato ricercatore associato alla Carnegie Institution for Science, e trovò un impiego presso lo United States National Museum. In tale sede effettuò numerosi studi sulla paleontologia dei vertebrati, in particolare sulle tartarughe fossili e sui mammiferi del Pleistocene. Classificò per la prima volta varie specie animali, sia attuali che estinte. I suoi scritti del periodo 1911-1930 sono conservati presso la Smithsonian Institution.
Opere Le principali opere di Hay sono:
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