Los materiales a base de hierro son conocidos por su resistencia a la fatiga y son adecuados para estructuras mecánicas que están sujetas a cargas alternas durante largos períodos. Las piezas de hierro puro o fundición tienen alta densidad y excelente tenacidad, capaces de soportar impactos, alta presión y altas temperaturas. Funcionan de manera confiable en escenarios que requieren soporte de carga a largo plazo, como cigüeñales de motores y componentes estructurales de edificios. Al agregar elementos como carbono y silicio para formar hierro fundido o acero al carbono, la dureza y la resistencia aumentan significativamente. Por ejemplo, los bloques de motor de hierro fundido tienen mejor resistencia a la alta presión y al desgaste que las aleaciones de aluminio, son rentables y tienen procesos de fabricación maduros. Han ocupado durante mucho tiempo una posición fundamental en la fabricación mecánica y se utilizan ampliamente en bloques de motores, componentes estructurales de construcción, vías de ferrocarril, cojinetes mecánicos tradicionales y otras piezas estandarizadas producidas en masa. Sus desventajas incluyen la susceptibilidad a la oxidación y propiedades físicas limitadas. Aunque su resistencia se puede mejorar mediante aleaciones (como el acero al carbono), aún pueden ser inferiores a las aleaciones de alta resistencia. Al considerar la dureza, el costo o la necesidad de soportar tensiones repetidas (como cigüeñales y bielas de motores) y escenarios de carga baja, los materiales a base de hierro ofrecen una mejor relación calidad-precio.
Se pueden fabricar aleaciones ajustando cuidadosamente las cantidades de elementos como aluminio, titanio y tungsteno. Esto les confiere la ventaja de ser ligeros, fuertes y resistentes a la corrosión. Por eso se ha vuelto realmente importante actualizarlos para la industria moderna.
Se pueden reciclar fácilmente y son buenos para fabricar cosas como carrocerías de vehículos de nueva energía, piezas de motores de aviones, herramientas de fabricación de semiconductores y válvulas para oleoductos y gasoductos. Por lo general, se fabrican en pequeños lotes según requisitos específicos. El uso de aleaciones puede hacer que estos productos sean más ligeros y eficientes.
Por ejemplo, las carrocerías de aleación de aluminio pueden reducir el consumo de energía. Las aleaciones de titanio pueden resistir la corrosión a altas temperaturas. Las aleaciones duras (como el carburo de tungsteno) son extremadamente resistentes al desgaste.
Sin embargo, algunas aleaciones (como el acero con alto contenido de carbono) no son muy resistentes y pueden romperse fácilmente. Y normalmente cuestan más que el hierro puro. Si necesita algo liviano, resistente a la corrosión o capaz de trabajar en condiciones extremas, las aleaciones son el camino a seguir.
