Paduan yang paling banyak digunakan secara global adalahbaja, paduan besi yang terutama terdiri dari besi (biasanya 98-99% berat) dengan jumlah karbon yang terkontrol (0,02-2,14%) dan elemen jejak seperti mangan, silikon, fosfor, dan belerang. Dominasinya berasal dari kombinasi kekuatan, keserbagunaan, efektivitas biaya, dan skalabilitas yang tak tertandingi, membuatnya sangat diperlukan di hampir setiap industri.
Konstruksi: Baja membentuk tulang punggung gedung pencakar langit, jembatan, dan infrastruktur karena kemampuannya menanggung beban berat. Penguat batang baja (rebar) memperkuat struktur beton, sedangkan balok baja struktural memberikan kekakuan pada bangunan skala besar.
Otomotif dan Transportasi: Dari badan mobil dan sasis hingga bingkai truk, rel kereta api, dan lambung kapal, kekuatan tarik tinggi baja dan ketahanan benturan memastikan keamanan dan daya tahan. Bahkan sebagai tanah gain bahan yang lebih ringan, baja tetap penting untuk komponen yang tahan tabrakan.
Manufaktur dan mesin: Peralatan industri, alat, dan bagian mekanis mengandalkan kekerasan baja dan ketahanan aus. Baja paduan (misalnya, mereka yang memiliki kromium atau molibdenum) dirancang untuk kebutuhan spesifik, seperti toleransi suhu tinggi dalam turbin atau resistensi korosi pada pompa.
Pengemasan dan Barang Konsumen: Kaleng baja berlapis timah mempertahankan makanan dan minuman dengan menahan korosi, sedangkan baja juga digunakan dalam peralatan, furnitur, dan bahkan peralatan makan untuk umur panjangnya.
Produksi global Steel yang melanggar 1,8 miliar metrik ton per tahun yang dikombinasikan oleh semua paduan lainnya. Daur ulangnya (lebih dari 90% baja didaur ulang secara global) lebih lanjut memperkuat perannya sebagai paduan yang paling banyak digunakan, menyeimbangkan permintaan industri dengan keberlanjutan.
Sementara baja serba guna, banyak paduan mengungguli dalam kekuatan, seringkali karena desain metalurgi canggih atau kombinasi elemen berkinerja tinggi. Ini termasuk:
Paduan Titanium (misalnya, Ti-6al-4V):
Paduan titanium dirayakan karena rasio kekuatan-ke-berat yang luar biasa. Ti-6al-4V, kelas yang paling umum, memiliki kekuatan tarik ~ 900-1.100 MPa (megapascal), melampaui sebagian besar baja karbon (400-800 MPa) sementara dengan berat hanya 60% sebanyak baja. Ini membuat mereka ideal untuk aerospace (komponen mesin jet, badan pesawat), perangkat keras militer, dan peralatan olahraga berkinerja tinggi. Resistensi mereka terhadap korosi dan kelelahan semakin meningkatkan daya tarik mereka.
Superalloy berbasis nikel (misalnya, Inconel 718, Waspaloy):
Paduan ini (nikel-kromium-besi dengan penambahan seperti niobium, molibdenum, atau kobalt) unggul dalam kekuatan suhu tinggi. Inconel 718, misalnya, mempertahankan kekuatan tarik ~ 1.300 MPa pada 650 derajat (1.200 derajat F) -sebuah suhu di mana baja kehilangan lebih dari setengah kekuatannya. Mereka sangat penting dalam mesin jet, turbin gas, dan reaktor nuklir, di mana kekuatan di bawah panas ekstrem tidak dapat dinegosiasikan.
Paduan Cobalt-Chromium (COCRMO):
Paduan kobalt-chromium menggabungkan kekuatan tarik tinggi (hingga 1.500 MPa) dengan keausan yang luar biasa dan ketahanan korosi. Mereka banyak digunakan dalam implan medis (penggantian pinggul/lutut) dan bagian-bagian mekanis stres tinggi (misalnya, bilah turbin) karena mereka menahan pemuatan siklik lebih baik daripada baja dan menahan degradasi dalam lingkungan kimia biologis atau yang keras.
Baja berkekuatan tinggi canggih (AHSS):
Sementara secara teknis subset baja, AHSS (misalnya, martensit, fase ganda, atau baja TWIP) direkayasa untuk melebihi kekuatan baja tradisional. AHSS martensit, misalnya, dapat mencapai kekuatan tarik 1.500-2.000 MPa-far lebih tinggi dari perlakuan panas baja karbon konvensional yang menciptakan struktur mikro yang keras dan kuat. Mereka digunakan dalam komponen keamanan otomotif (misalnya, balok kecelakaan) di mana kekuatan tinggi dan bobot ringan sangat penting.
Paduan-paduan ini sering kali datang dengan biaya produksi yang lebih tinggi daripada baja, membatasi penggunaannya pada aplikasi di mana kekuatan superior, penghematan berat badan, atau resistensi lingkungan membenarkan biaya-seperti itu sebagai kedirgantaraan, pertahanan, dan manufaktur berteknologi tinggi.
