تُعرف المواد التي أساسها الحديد بمقاومتها للتعب وهي مناسبة للهياكل الميكانيكية التي تخضع لأحمال متناوبة على مدى فترات طويلة. تتميز الأجزاء المصنوعة من الحديد النقي أو الحديد الزهر بكثافة عالية وصلابة ممتازة، وقادرة على تحمل الصدمات والضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة. إنها تؤدي أداءً موثوقًا في السيناريوهات التي تتطلب تحمل أحمال على المدى الطويل، مثل أعمدة الكرنك للمحرك والمكونات الهيكلية للمبنى. من خلال إضافة عناصر مثل الكربون والسيليكون لتشكيل الحديد الزهر أو الفولاذ الكربوني، يتم تعزيز الصلابة والقوة بشكل كبير. على سبيل المثال، تتمتع كتل المحرك المصنوعة من الحديد الزهر بمقاومة أفضل للضغط العالي ومقاومة التآكل مقارنة بسبائك الألومنيوم، كما أنها فعالة من حيث التكلفة ولديها عمليات تصنيع ناضجة. لقد احتلت منذ فترة طويلة مكانة أساسية في التصنيع الميكانيكي وتستخدم على نطاق واسع في كتل المحرك، وبناء المكونات الهيكلية، ومسارات السكك الحديدية، والمحامل الميكانيكية التقليدية، وغيرها من الأجزاء القياسية المنتجة بكميات كبيرة. وتشمل عيوبها القابلية للصدأ والخصائص الفيزيائية المحدودة. على الرغم من أنه يمكن تحسين قوتها من خلال صناعة السبائك (مثل الفولاذ الكربوني)، إلا أنها قد تظل أقل جودة من السبائك عالية القوة. عند النظر في المتانة أو التكلفة أو الحاجة إلى تحمل الإجهاد المتكرر (مثل أعمدة الكرنك للمحرك وقضبان التوصيل) وسيناريوهات الحمل المنخفض، فإن المواد القائمة على الحديد توفر قيمة أفضل مقابل المال.
يمكن تصنيع السبائك عن طريق ضبط كميات العناصر مثل الألومنيوم والتيتانيوم والتنغستن بعناية. وهذا يمنحهم مزايا كونها خفيفة الوزن وقوية ومقاومة للتآكل. ولهذا السبب أصبحت مهمة للغاية بالنسبة للصناعة الحديثة للترقية.
يمكن إعادة تدويرها بسهولة، وهي مفيدة لصنع أشياء مثل هياكل مركبات الطاقة الجديدة، وأجزاء من محركات الطائرات، وأدوات تصنيع أشباه الموصلات، وصمامات خطوط أنابيب النفط والغاز. عادة ما يتم تصنيعها على دفعات صغيرة وفقًا لمتطلبات محددة. يمكن أن يؤدي استخدام السبائك إلى جعل هذه المنتجات أخف وزنًا وأكثر كفاءة.
على سبيل المثال، يمكن للأجسام المصنوعة من سبائك الألومنيوم أن تقلل من استهلاك الطاقة. يمكن لسبائك التيتانيوم أن تصمد أمام التآكل في درجات الحرارة العالية. تتميز السبائك الصلبة (مثل كربيد التنغستن) بمقاومة شديدة للتآكل.
ومع ذلك، فإن بعض السبائك (مثل الفولاذ عالي الكربون) ليست شديدة الصلابة ويمكن أن تنكسر بسهولة. وعادة ما تكون تكلفتها أكثر من تكلفة الحديد النقي. إذا كنت بحاجة إلى شيء خفيف الوزن، أو مقاوم للتآكل، أو قادر على العمل في الظروف القاسية، فإن السبائك هي الحل الأمثل.
