Najczęściej wykorzystywanym stopem na całym świecie jeststal, stop ferrious złożony przede wszystkim z żelaza (zwykle 98–99% masy) z kontrolowanymi ilościami węgla (0,02–2,14%) i pierwiastkami śladowymi, takimi jak mangan, krzem, fosfor i siarka. Jego dominacja wynika z niezrównanego połączenia siły, wszechstronności, opłacalności i skalowalności, co czyni ją niezbędną w prawie każdej branży.
Budowa: Stal tworzy kręgosłup drapaczy, mostów i infrastruktury ze względu na jego zdolność do noszenia ciężkich obciążeń. Wzmacniające stalowe pręty (zbrojenie) wzmacniają konstrukcje betonowe, podczas gdy stalowe wiązki strukturalne zapewniają sztywność w budynkach na dużą skalę.
Automotive i transport: Od korpusów samochodów i podwozia po ramy ciężarówki, torby kolejowe i kadłuby statku, wysoka wytrzymałość na rozciąganie i odporność na uderzenie zapewniają bezpieczeństwo i trwałość. Nawet gdy lżejsze materiały zyskują uziemienie, stal pozostaje kluczowa dla komponentów odpornych na awarie.
Produkcja i maszyny: Sprzęt przemysłowy, narzędzia i części mechaniczne polegają na twardości i odporności na zużycie stali. Stale stopowe (np. Z chromu lub molibdenu) są dostosowane do specyficznych potrzeb, takich jak tolerancja w wysokiej temperaturze w turbin lub odporność na korozję w pompach.
Pakowanie i towary konsumpcyjne: Stalowe puszki stalowe zachowują żywność i napoje poprzez odporność na korozję, podczas gdy stal jest również stosowana w urządzeniach, meblach, a nawet sztućcach dla jej długowieczności.
Globalna produkcja Steel-odnosi się do 1,8 miliarda ton metrycznych rocznie-koszulnych wszystkich innych połączonych stopów. Jego zdolność do recyklingu (ponad 90% stali jest recyklingowych na całym świecie) dodatkowo stwarza swoją rolę jako najczęściej stosowany stop, równoważąc popyt przemysłowy ze zrównoważonym rozwojem.
Podczas gdy stal jest wszechstronna, wiele stopów przewyższa go o sile, często z powodu zaawansowanych wzorów metalurgicznych lub kombinacji elementów o wysokiej wydajności. Należą do nich:
Stopy tytanowe (np. TI-6AL-4V):
Stopy tytanu są obchodzone ze względu na ich wyjątkowy stosunek siły do masy. TI-6AL-4V, najczęstsza ocena, ma wytrzymałość na rozciąganie ~ 900–1 100 MPa (megapascals), przewyższając większość stali węglowych (400–800 MPa), jednocześnie ważąc tylko 60% tyle samo, co stal. To sprawia, że idealnie nadają się do lotu (komponenty silnika odrzutowego, płatowców), sprzętu wojskowego i wysokowydajnego sprzętu sportowego. Ich odporność na korozję i zmęczenie dodatkowo zwiększa ich urok.
Superalloys na bazie niklu (np. Inconel 718, Waspaloy):
Te stopy (nikiel-żelaz-żelaz z dodatkami takimi jak niobum, molibdenum lub kobalt) wyróżniają się siłą wysokiej temperatury. Na przykład Inconel 718 utrzymuje wytrzymałość na rozciąganie ~ 1300 MPa przy 650 stopni (1200 stopni f)-A temperatura, w której stal traci ponad połowę swojej wytrzymałości. Są krytyczne w silnikach odrzutowych, turbinach gazowych i reaktorach jądrowych, w których wytrzymałość pod ekstremalnym ciepłem nie podlega negocjacji.
Stopy kobalt-chromowe (Cocrmo):
Stopy kobalt-chromowe łączą wysoką wytrzymałość na rozciąganie (do 1500 MPa) z wyjątkowym odpornością na zużycie i korozji. Są one szeroko stosowane w implantach medycznych (wymianie bioder/kolan) i częściach mechanicznych o wysokiej stresce (np. Ostrza turbiny), ponieważ wytrzymują cykliczne obciążenie lepiej niż stal i odporna na degradację w środowiskach biologicznych lub trudnych chemicznych.
Zaawansowane stale o wysokiej wytrzymałości (AHSS):
Podczas gdy technicznie podgrupa stali, AHSS (np. Stale martenzytyczna, podwójna lub Twip) jest zaprojektowana w celu przekroczenia tradycyjnej wytrzymałości stali. Na przykład martenzytyczne AHSS mogą osiągnąć wytrzymałość na rozciąganie o 1500–2 000 MPA-FAR wyżej niż konwencjonalne obróbka cieplna stalowego, które tworzy twardą, silną mikrostrukturę. Są one stosowane w komponentach bezpieczeństwa motoryzacyjnego (np. Belki awarii), w których wysoka wytrzymałość i lekka waga są krytyczne.
Stopy te często mają wyższe koszty produkcji niż stal, ograniczając ich zastosowanie do zastosowań, w których ich lepsza siła, oszczędność masy ciała lub odporność na środowisko uzasadniają koszty, takie jak produkcja lotnicza, obrony i zaawansowana technologicznie.
