Khi các ngành công nghiệp như sản xuất ô tô, máy móc, thiết bị năng lượng, hàng không vũ trụ và máy xây dựng tiếp tục phát triển, yêu cầu vật liệu cho các bộ phận rèn ngày càng trở nên khắt khe. Việc rèn kim loại không chỉ được làm từ một nguyên tố duy nhất. Thay vào đó, các nhà sản xuất chọn các kim loại và hệ thống hợp kim cụ thể theo yêu cầu về hiệu suất cơ học và môi trường. Thành phần và tỷ lệ của các nguyên tố hợp kim có thể có ảnh hưởng đáng kể đến độ bền, độ dẻo dai, khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và hiệu suất nhiệt độ-cao.
Thép là một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất để chế tạo các bộ phận rèn. Thép carbon chủ yếu bao gồm sắt và carbon, với hàm lượng carbon được điều chỉnh theo các tính chất cơ học cần thiết. Carbon có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng và độ bền, trong khi các nguyên tố như mangan và silicon góp phần vào hiệu suất tổng thể của vật liệu. Thép hợp kim cũng có thể chứa crom, niken, molypden, vanadi và các nguyên tố khác để cải thiện các đặc tính như độ bền, độ dẻo dai, khả năng chống mài mòn và khả năng chịu nhiệt. Những vật liệu này được sử dụng rộng rãi cho trục, bánh răng, thanh nối, mặt bích và các bộ phận cơ khí chịu tải nặng khác.
Vật liệu rèn hợp kim nhôm chủ yếu dựa trên nhôm và có thể chứa magiê, silicon, đồng, kẽm và các nguyên tố hợp kim khác. Mật độ thấp và tỷ lệ độ bền-trên-trọng lượng thuận lợi khiến chúng đặc biệt hấp dẫn đối với các ứng dụng nhẹ. Do đó, việc rèn nhôm ngày càng được sử dụng nhiều trong các hệ thống ô tô, kết cấu hàng không vũ trụ và thiết bị vận tải trong đó việc giảm trọng lượng các bộ phận là mục tiêu thiết kế quan trọng.
Vật liệu rèn hợp kim titan dựa trên titan và có thể chứa các nguyên tố như nhôm, vanadi và molypden. Những hợp kim này mang lại tỷ lệ độ bền-trên-trọng lượng tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn mạnh và hiệu suất tốt trong môi trường nhiệt độ khắt khe. Do đó, vật liệu rèn titan được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, thiết bị kỹ thuật tiên tiến và các ứng dụng công nghiệp chuyên dụng.
Việc rèn hợp kim đồng chủ yếu dựa trên đồng và có thể bao gồm kẽm, thiếc, nhôm, niken và các nguyên tố hợp kim khác. Tùy thuộc vào thành phần hợp kim, các vật liệu này có thể cung cấp tính dẫn điện và nhiệt tuyệt vời, chống ăn mòn và chống mài mòn. Chúng thường được sử dụng cho các đầu nối điện, van và các bộ phận cơ khí được lựa chọn.
Các chuyên gia trong ngành nhấn mạnh rằng thành phần của bộ phận rèn nên được lựa chọn theo điều kiện hoạt động của nó thay vì chỉ dựa trên kim loại cơ bản. Tải trọng cơ học, nhiệt độ, tiếp xúc với môi trường ăn mòn và tuổi thọ dự kiến đều cần được xem xét. Khi thành phần hợp kim thích hợp được kết hợp với quy trình rèn và xử lý nhiệt phù hợp, nhà sản xuất có thể tối đa hóa hiệu suất vật liệu và tạo ra các bộ phận đáng tin cậy cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khắt khe.
