鉄ベースの材料は耐疲労性が高いことで知られており、長期間にわたって交互荷重を受ける機械構造に適しています。純鉄または鋳鉄部品は高密度で優れた靭性を備えており、衝撃、高圧、高温に耐えることができます。エンジンのクランクシャフトや建物の構造コンポーネントなど、長期間の耐荷重が必要なシナリオで確実に機能します。鋳鉄や炭素鋼に炭素やシリコンなどの元素を添加することで、硬度と強度が大幅に向上します。たとえば、鋳鉄エンジンブロックはアルミニウム合金よりも優れた耐高圧性と耐摩耗性を備え、コスト効率が高く、成熟した製造プロセスを備えています。これらは長い間、機械製造において基本的な位置を占めており、エンジン ブロック、建築構造部品、鉄道線路、従来の機械ベアリング、およびその他の量産標準化部品に広く使用されています。欠点としては、錆びやすいこと、物性が制限されることが挙げられます。合金化（炭素鋼など）によって強度は向上しますが、それでも高強度合金には劣る場合があります。靭性、コスト、繰り返しの応力（エンジンのクランクシャフトやコネクティングロッドなど）や低負荷シナリオに耐える必要性を考慮すると、鉄ベースの材料の方がコストパフォーマンスが優れています。
合金は、アルミニウム、チタン、タングステンなどの元素の量を慎重に調整することで作ることができます。これにより、軽量、強度、耐腐食性という利点が得られます。だからこそ、現代の産業にとってアップグレードが非常に重要になっています。
これらは簡単にリサイクルでき、新エネルギー車の車体、航空機エンジンの部品、半導体製造ツール、石油やガスのパイプライン用のバルブなどの製造に適しています。これらは通常、特定の要件に応じて小さなバッチで製造されます。合金を使用すると、これらの製品をより軽く、より効率的にすることができます。
たとえば、アルミニウム合金ボディはエネルギー使用量を削減できます。チタン合金は高温腐食に耐えます。超硬合金 (タングステンカーバイドなど) は非常に耐摩耗性に優れています。
ただし、一部の合金 (高炭素鋼など) はそれほど靭性が高くなく、簡単に破損する可能性があります。そして通常、純鉄よりも高価です。軽量で、耐腐食性があり、極端な条件でも使用できるものが必要な場合は、合金が最適です。
