Investigation of the effect of addition of boron nitride on microstructure and mechanical properties of cast iron brake materials used in railway vehicles

Abstract

EN: In this study, characterization of cast iron break shoes used in locomotives and the effect of BN addition and BN addition on microstructure and mechanical properties by using powder metallurgy (PM) method by adhering to the chemical composition of cast iron break shoes were investigated. In this context, cast iron sabers were chemically analyzed and all elements were supplied in powder form, and then BN added powder compositions were produced by cold and hot pressing technique. A total of 4 different compositions were created without BN, with 0.25, 0.5 and 1 % BN addition. Cold pressing was made in a steel mold with a diameter of 10 mm under 700 MPa pressure under room conditions. Hot pressing was carried out in a graphite mold with a diameter of 15 mm in an argon atmosphere under a pressure of 45 MPa at a temperature of 900 °C. Then the cold and hot pressed samples were sintered at 1 200 °C for 2 hours in argon atmosphere. Density measurement of the produced compositions, microstructure examination, micro hardness measurement were made. Generally, in density measurements, the densities of the samples subjected to hot pressing were higher than the cold pressing process. The hardness value decreased in parallel with the addition of BN.

UK: Постановка проблеми. Надано характеристику чавунних ломових башмаків, що використовуються в локомотивах, та вивчено вплив додавання нітриду бору (BN) на механічні властивості методом порошкової металургії (ПМ) шляхом дотримання хімічного складу чавунних ломових башмаків. У цьому контексті чавунні шаблі хімічно аналізували, і всі елементи поставляли у вигляді порошку, а потім порошкові композиції з додаванням BN виготовляли методом холодного та гарячого пресування. Всього було створено чотири різні композиції без BN, з додаванням 0.25, 0.5 та 1 % BN. Холодне пресування здійснювали у сталевій формі діаметром 10 мм під тиском 700 МПа в кімнатних умовах. Гаряче пресування здійснювали в графітовій формі діаметром 15 мм в атмосфері аргону за тиску 45 МПа за температури 900 °С. Потім зразки холодного та гарячого пресування спікали за 1 200 °С протягом 2 годин в атмосфері аргону. Виконано вимірювання щільності вироблених композицій, мікроструктурне дослідження, мікротвердість. Як правило, під час вимірювання щільності зразків, підданих гарячому пресуванню, була вищою, ніж за холодного пресування. Значення твердості зменшувалось паралельно з додаванням BN.