Vật liệu làm từ sắt được biết đến với khả năng chống mỏi và phù hợp với các kết cấu cơ khí chịu tải trọng xen kẽ trong thời gian dài. Các bộ phận bằng sắt hoặc gang nguyên chất có mật độ cao và độ dẻo dai tuyệt vời, có khả năng chịu va đập, áp suất cao và nhiệt độ cao. Chúng hoạt động đáng tin cậy trong các tình huống đòi hỏi khả năng chịu tải lâu dài, chẳng hạn như trục khuỷu động cơ và các bộ phận kết cấu của tòa nhà. Bằng cách thêm các nguyên tố như carbon và silicon để tạo thành gang hoặc thép carbon, độ cứng và độ bền được tăng cường đáng kể. Ví dụ, khối động cơ bằng gang có khả năng chịu áp suất cao và chống mài mòn tốt hơn so với hợp kim nhôm, đồng thời chúng tiết kiệm chi phí và có quy trình sản xuất hoàn thiện. Chúng từ lâu đã giữ một vị trí cơ bản trong sản xuất cơ khí và được sử dụng rộng rãi trong khối động cơ, các bộ phận kết cấu xây dựng, đường ray, vòng bi cơ khí truyền thống và các bộ phận tiêu chuẩn được sản xuất hàng loạt khác. Hạn chế của chúng bao gồm dễ bị rỉ sét và tính chất vật lý hạn chế. Mặc dù độ bền của chúng có thể được cải thiện thông qua hợp kim hóa (chẳng hạn như thép cacbon), nhưng chúng vẫn có thể kém hơn so với hợp kim có độ bền cao. Khi xem xét độ bền, chi phí hoặc nhu cầu chịu được áp lực lặp đi lặp lại (chẳng hạn như trục khuỷu và thanh kết nối của động cơ) và các tình huống tải trọng thấp, vật liệu làm từ sắt mang lại giá trị tốt hơn so với số tiền bỏ ra.
Hợp kim có thể được tạo ra bằng cách điều chỉnh cẩn thận lượng nguyên tố như nhôm, titan và vonfram. Điều này mang lại cho chúng lợi thế là nhẹ, chắc chắn và có khả năng chống ăn mòn. Đó là lý do tại sao chúng trở nên thực sự quan trọng đối với ngành công nghiệp hiện đại để nâng cấp.
Chúng có thể được tái chế dễ dàng và rất hữu ích để chế tạo những thứ như thân phương tiện sử dụng năng lượng mới, các bộ phận của động cơ máy bay, công cụ sản xuất chất bán dẫn và van cho đường ống dẫn dầu và khí đốt. Chúng thường được thực hiện theo lô nhỏ theo yêu cầu cụ thể. Sử dụng hợp kim có thể làm cho những sản phẩm này nhẹ hơn và hiệu quả hơn.
Ví dụ, thân bằng hợp kim nhôm có thể cắt giảm mức sử dụng năng lượng. Hợp kim titan có thể chịu được sự ăn mòn ở nhiệt độ cao. Hợp kim cứng (như cacbua vonfram) có khả năng chống mài mòn cực cao.
Tuy nhiên, một số hợp kim (như thép cacbon cao) không cứng lắm và có thể dễ gãy. Và thông thường, chúng có giá cao hơn sắt nguyên chất. Nếu bạn cần thứ gì đó nhẹ, có khả năng chống ăn mòn hoặc có thể làm việc trong điều kiện khắc nghiệt thì hợp kim là lựa chọn phù hợp.
