Les matériaux à base de fer sont connus pour leur résistance à la fatigue et conviennent aux structures mécaniques soumises à des charges alternées sur de longues périodes. Les pièces en fer pur ou en fonte ont une densité élevée et une excellente ténacité, capables de résister aux chocs, aux pressions et aux températures élevées. Ils fonctionnent de manière fiable dans des scénarios qui nécessitent une charge à long terme, tels que les vilebrequins de moteurs et les composants structurels des bâtiments. En ajoutant des éléments comme le carbone et le silicium pour former de la fonte ou de l'acier au carbone, la dureté et la résistance sont considérablement améliorées. Par exemple, les blocs moteurs en fonte ont une meilleure résistance aux hautes pressions et à l'usure que les alliages d'aluminium, et ils sont rentables et disposent de processus de fabrication matures. Ils occupent depuis longtemps une position fondamentale dans la fabrication mécanique et sont largement utilisés dans les blocs moteurs, les composants structurels des bâtiments, les voies ferrées, les roulements mécaniques traditionnels et d'autres pièces standardisées produites en série. Leurs inconvénients incluent une sensibilité à la rouille et des propriétés physiques limitées. Bien que leur résistance puisse être améliorée grâce à des alliages (tels que l’acier au carbone), ils peuvent néanmoins être inférieurs aux alliages à haute résistance. Lorsqu'on considère la robustesse, le coût ou la nécessité de résister à des contraintes répétées (telles que les vilebrequins et les bielles des moteurs) et les scénarios de faibles charges, les matériaux à base de fer offrent un meilleur rapport qualité-prix.
Les alliages peuvent être fabriqués en ajustant soigneusement les quantités d’éléments comme l’aluminium, le titane et le tungstène. Cela leur confère l’avantage d’être légers, solides et résistants à la corrosion. C’est pourquoi il est devenu très important pour l’industrie moderne de les moderniser.
Ils peuvent être facilement recyclés et conviennent à la fabrication de carrosseries de véhicules utilisant de nouvelles énergies, de pièces de moteurs d'avion, d'outils de fabrication de semi-conducteurs et de vannes pour les oléoducs et les gazoducs. Ceux-ci sont généralement fabriqués en petits lots selon des exigences spécifiques. L’utilisation d’alliages peut rendre ces produits plus légers et plus efficaces.
Par exemple, les corps en alliage d’aluminium peuvent réduire la consommation d’énergie. Les alliages de titane peuvent résister à la corrosion à haute température. Les alliages durs (comme le carbure de tungstène) sont extrêmement résistants à l'usure.
Cependant, certains alliages (comme l’acier à haute teneur en carbone) ne sont pas très résistants et peuvent se briser facilement. Et généralement, ils coûtent plus cher que le fer pur. Si vous avez besoin de quelque chose de léger, résistant à la corrosion ou capable de fonctionner dans des conditions extrêmes, les alliages sont la solution idéale.
