Надежная работа тормозного оборудования позволяет повысить скорость и безопасность движения транспортного средства. Использование передовых технологий, особенно в тормозной системе, способствует ресурсосбережению при эксплуатации подвижного состава. От материала и конструкционных особенностей тормозных колодок в значительной степени зависит эффективность работы всей тормозной системы. Проблема достижения максимального эффекта заключается в противоречивости требований, которым должны соответствовать конструктивные элементы тормозов.

Например, одним из основных параметров фрикционных элементов тормозной системы является коэффициент трения - использование фрикционных материалов с высоким коэффициентом трение может приводить к повышенному износу элементов взаимодействия, а с низким - к снижению эффективности торможения, увеличение величины тормозного пути. Соответственно при проектировании, изготовлении и эксплуатации необходимо проводить оценку выгодного материала и конструкции с учетом экономической эффективности и уменьшение риска возникновения аварийной ситуации от ненадежной работы тормозов.

Свойства любого металла определяются его микроструктурой, которая при одном и том же химическом составе может быть разной в зависимости от характера кристаллизации и последующей перекристаллизации при охлаждении или проведении термической обработки. Чугуна относятся к тем сплавов, которые очень чувствительны к условиям кристаллизации, твердения отливок (тормозных колодок). В технических условиях на тормозные колодки ate химический состав чугуна определяется как один из основных и важнейших показателей, согласно которому определяется соответствие качества колодок принятых техническим условиям.

Вторым показателем этого же значения являются твердость чугуна колодок, которая зависит от микроструктуры чугуна. Такая последовательность этих критериев определяется тем, что отливки тормозных колодок по данным всех нормативных актов не подлежат термообработке, а используются в литом состоянии. Использование чугуна в качестве фрикционного материала для тормозных колодок стало возможным благодаря его антифрикционным характеристикам, наличие графита в структуре чугуна играет роль смазки. Кремний влияет на кристаллизацию серого чугуна как графитизатор при твердении отливки без свободного и эвтектического цементита, без отбеливания чугуна. С целью уменьшения ферритной составляющей в структуре чугуна и повышение его твердость и износостойкость чугун могут легировать элементами, способствуют перлитизации структуры или проводить ускоренное охлаждение колодок после выбивки их из форм при температуре ниже 750 - 800 С.

Легирования серого графитизированного чугуна такими элементами как хром, марганец и молибден также способствуют перлитизации так же, как и снижение в нем кремния. Но изготовление тормозных колодок с таких чугунов осложняется возможностью получения отбела чугуна колодок при незначительном изменении в технологии или химическом составе.
Наибольшее применение при производстве тормозных колодок получил фосфористый чугун.
Особенностью фосфора как легирующих элемента является возможность регулирования количества в чугуне фосфидов железа (Fe3P) пропорционально количеству в чугуне фосфора. Чем выше в чугуне содержание фосфора, тем выше износостойкость чугуна и его коэффициент трения.