Материалы на основе железа известны своей усталостной стойкостью и подходят для механических конструкций, которые подвергаются переменным нагрузкам в течение длительного времени. Детали из чистого железа или чугуна имеют высокую плотность и отличную прочность, способны выдерживать удары, высокое давление и высокие температуры. Они надежно работают в сценариях, требующих длительной нагрузки, например, коленчатые валы двигателей и конструктивные элементы зданий. Добавление таких элементов, как углерод и кремний, для получения чугуна или углеродистой стали значительно повышает твердость и прочность. Например, чугунные блоки двигателей обладают лучшей стойкостью к высокому давлению и износостойкостью, чем алюминиевые сплавы, они экономически эффективны и имеют отработанные производственные процессы. Они уже давно занимают фундаментальное положение в машиностроении и широко используются в блоках двигателей, компонентах строительных конструкций, железнодорожных путях, традиционных механических подшипниках и других стандартизированных деталях массового производства. К их недостаткам относятся подверженность ржавчине и ограниченные физические свойства. Хотя их прочность можно улучшить за счет легирования (например, углеродистой стали), они все же могут уступать высокопрочным сплавам. Принимая во внимание прочность, стоимость или необходимость выдерживать повторяющиеся нагрузки (например, коленчатые валы и шатуны двигателя) и сценарии низких нагрузок, материалы на основе железа предлагают лучшее соотношение цены и качества.
Сплавы можно изготавливать, тщательно регулируя количество таких элементов, как алюминий, титан и вольфрам. Это дает им преимущества: легкий вес, прочность и устойчивость к коррозии. Вот почему их модернизация стала очень важной для современной промышленности.
Их можно легко переработать, и они хороши для изготовления кузовов новых энергетических транспортных средств, деталей авиационных двигателей, инструментов для производства полупроводников и клапанов для нефте- и газопроводов. Обычно они изготавливаются небольшими партиями в соответствии с конкретными требованиями. Использование сплавов может сделать эти изделия легче и эффективнее.
Например, корпуса из алюминиевого сплава могут сократить потребление энергии. Титановые сплавы устойчивы к высокотемпературной коррозии. Твердые сплавы (например, карбид вольфрама) чрезвычайно устойчивы к износу.
Однако некоторые сплавы (например, высокоуглеродистая сталь) не очень прочны и легко ломаются. И обычно они стоят дороже, чем чистое железо. Если вам нужно что-то легкое, устойчивое к коррозии или способное работать в экстремальных условиях, сплавы — это то, что вам нужно.
