مواد مبتنی بر آهن به دلیل مقاومت در برابر خستگی شناخته شده اند و برای سازه های مکانیکی که در مدت طولانی تحت بارهای متناوب قرار می گیرند مناسب هستند. قطعات آهن خالص یا چدن دارای چگالی بالا و چقرمگی عالی هستند و می توانند در برابر ضربه، فشار بالا و دمای بالا مقاومت کنند. آنها در سناریوهایی که نیاز به تحمل بار طولانی مدت دارند، مانند میل لنگ موتور و اجزای ساختاری ساختمان، عملکرد قابل اعتمادی دارند. با افزودن عناصری مانند کربن و سیلیکون برای تشکیل چدن یا فولاد کربنی، سختی و استحکام به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. به عنوان مثال، بلوک‌های موتور چدن نسبت به آلیاژهای آلومینیوم مقاومت در برابر فشار بالا و مقاومت در برابر سایش بهتری دارند و مقرون به صرفه هستند و فرآیندهای تولید بالغ دارند. آنها مدت‌هاست که جایگاهی اساسی در تولید مکانیکی داشته‌اند و به طور گسترده در بلوک‌های موتور، اجزای ساختاری ساختمان، خطوط راه‌آهن، یاتاقان‌های مکانیکی سنتی و سایر قطعات استاندارد شده تولید انبوه استفاده می‌شوند. معایب آنها شامل حساسیت به زنگ زدگی و خواص فیزیکی محدود است. اگرچه می توان استحکام آنها را از طریق آلیاژسازی (مانند فولاد کربنی) بهبود بخشید، اما ممکن است همچنان نسبت به آلیاژهای با مقاومت بالا پایین تر باشند. هنگام در نظر گرفتن چقرمگی، هزینه یا نیاز به مقاومت در برابر استرس مکرر (مانند میل لنگ موتور و میله های اتصال) و سناریوهای کم بار، مواد مبتنی بر آهن ارزش بهتری نسبت به پول ارائه می دهند.
آلیاژها را می توان با تنظیم دقیق مقادیر عناصری مانند آلومینیوم، تیتانیوم و تنگستن ساخت. این به آنها مزایایی در سبک وزن، قوی و مقاوم در برابر خوردگی می دهد. به همین دلیل است که آنها برای ارتقاء صنعت مدرن بسیار مهم شده اند.
آنها را می توان به راحتی بازیافت کرد و برای ساخت چیزهایی مانند بدنه وسایل نقلیه با انرژی جدید، قطعات موتور هواپیما، ابزارهای تولید نیمه هادی و دریچه هایی برای خطوط لوله نفت و گاز خوب است. اینها معمولاً در دسته های کوچک با توجه به نیازهای خاص ساخته می شوند. استفاده از آلیاژها می تواند این محصولات را سبک تر و کارآمدتر کند.
به عنوان مثال، بدنه های آلیاژ آلومینیوم می توانند مصرف انرژی را کاهش دهند. آلیاژهای تیتانیوم می توانند در برابر خوردگی دمای بالا مقاومت کنند. آلیاژهای سخت (مانند کاربید تنگستن) در برابر سایش بسیار مقاوم هستند.
با این حال، برخی از آلیاژها (مانند فولاد با کربن بالا) خیلی سخت نیستند و می توانند به راحتی بشکنند. و معمولاً قیمت آنها بیشتر از آهن خالص است. اگر به چیزی سبک وزن، مقاوم در برابر خوردگی یا توانایی کار در شرایط سخت نیاز دارید، آلیاژها راه حلی هستند.
