Muut ei-rautametalliseokset
Vaikka materiaalitieteessä viitataan useimmiten teräksiin ja alumiini- ja kupariseoksiin, monet keskeiset tekniset sovellukset perustuvat erikoistuneempiin ei-rautametalliseoksiin. Nämä seokset mahdollistavat hallitusti kuluvien kitkaliitosten suunnittelun, tiiviiden ja kestävien juotosliitosten luomisen, sulamalla toimivien turvaelementtien rakentamisen sekä korkean korroosionkestävyyden tai poikkeuksellisen suotuisan lujuus-painosuhteen saavuttamisen.
Tässä tutkimuksessa käsitellään kuutta materiaaliryhmää: laakeriseokset, juotosmetalliseokset, matalalla sulavat metalliseokset, sinkki ja sen seokset, titaani ja sen seokset sekä jalometalliseokset. Seuraavaksi tarkastellaan, miten koostumuksen ja mikrorakenteen valinta vaikuttaa tiettyihin toiminnallisiin vaatimuksiin: voitelusta ja ”sisäänajosta” kemialliseen kestävyyteen ja ominaisuuksien säilyttämiseen korkeissa lämpötiloissa.
Tämä artikkeli perustuu professori Stanisław Rudnikin oppikirjaan ”Metaloznawstwo”. Seuraava sisältö on vain yleiskatsaus aiheeseen. Aiheesta kiinnostuneille suosittelemme perehtymään siihen syvällisemmin kirjallisuuden avulla.
Laakeriseokset
Laakeriseoksia käytetään liukulaakereiden kuorien valmistukseen, joissa laakerikuoren pinta on suorassa kosketuksessa akselin laakeripinnan kanssa. Laakerikuoren materiaalin on siksi varmistettava alhainen kitkakerroin, vähennettävä molempien hankautuvien pintojen kulumista ja samalla kestettävä suuria yksikköpaineita. On erittäin tärkeää, että laakerikuori on pehmeämpi kuin laakeripinta, jotta mahdolliset vauriot syntyvät helpommin vaihdettavaan elementtiin eikä akseliin. Kulutuskestävyys on myös tärkeää: laakerikuoren on oltava riittävän plastinen sopeutuakseen akselin mikroepäsäännöllisyyksiin, mutta samalla se ei saa olla liian pehmeä, jotta se ei tartu akselin pintaan käyttölämpötilassa.
Käytännössä näitä vaatimuksia täydentävät teknologiset ja toiminnalliset ominaisuudet: seoksen on oltava helposti sulava (laakerikuoren valun helpottamiseksi), mutta sen sulamispiste ei saa olla liian alhainen, jotta kuori ei pehmene kuumennettaessa käytön aikana. Muita tärkeitä tekijöitä ovat seoksen hyvä tarttuvuus laakerikuoren materiaaliin, riittävä lämmönjohtavuus (kitkan lämmön haihtuminen), korroosionkestävyys ja mahdollisimman alhaiset kustannukset.
Parhaat ominaisuudet saadaan seoksella, jonka rakenteessa sopivan kokoiset ja määrältään oikeat kovat sulkeumat ovat jakautuneet tasaisesti suhteellisen pehmeään ja sitkeään matriisiin. Pehmeä matriisi helpottaa sopeutumista akselin muotoon ilman voimakasta kulumista, kun taas kovat komponentit vähentävät matriisin tarttumista ja edistävät kapillaaristen aukkojen muodostumista, joihin voi jäädä ohut kerros voiteluöljyä. Kitkakohta toimii tällöin vakaammin, ja voiteluolosuhteet on helpompi ”ylläpitää” myös tilapäisten ylikuormitusten aikana.
Halvin laakerimateriaali on usein harmaa perliittinen valurauta. Se kestää suuria yksikköpaineita, mutta suhteellisen suuren kulutuksensa vuoksi se ei sovellu suurinopeuksisiin moottoreihin. Grafiitin läsnäololla on myönteinen vaikutus: grafiitti toimii kiinteänä voiteluaineena muodostaen pinnalle ohuen kerroksen, joka vähentää kulumista. Sovelluksissa, joissa vaaditaan parempia parametreja, käytetään kuitenkin yleisimmin pehmeitä, helposti sulavia tinan tai lyijyn pohjaisia seoksia.
Paras laakeriseosryhmä on tina-antimoni-kupariseokset, jotka tunnetaan nimellä babbitt. Kupari ja antimoni lisäävät näiden seosten lujuutta ja vähentävät hieman plastisuutta, joten niiden tasapainottaminen on erittäin tärkeää. Yleisesti esiintyvällä 3–6 %:n kuparipitoisuudella suurin lujuus saavutetaan noin 9–10 %:n Sb-pitoisuudella, ja erityisen suotuisiksi katsotaan koostumukset, joissa Sb-pitoisuus on enintään 10–12 % ja Cu-pitoisuus enintään 6–7 %. Tähän ryhmään kuuluvat muun muassa SnSb8Cu3 ja SnSb11Cu6. Matriisi on antimonin ja kuparin liuos tinassa – pehmeä ja sitkeä, vaikka kovempi kuin puhdas tina – ja tätä taustaa vasten on SnSb-yhdisteen kuutiokiteitä ja Cu6Sn5-kiteitä tähtien ja neulojen muodossa. Kovat faasit toimivat kuormituksen ”kantajina” ja vakauttavat kitkaolosuhteita, mutta babbittit ovat kalliita, joten niitä käytetään pääasiassa suurilla kuormituksilla ja nopeuksilla toimivissa laakereissa.
Halvempi vaihtoehto ovat tina-lyijy-antimoniseokset, joissa osa tinasta on korvattu lyijyllä. Näiden seosten pehmeä matriisi on kolminkertainen eutektinen seos, jossa on korkea lyijypitoisuus, ja rakenteessa on edelleen kuutiomaisia SnSb-kiteitä. Käytännössä kuparia lisätään usein vähentämään komponenttien tiheyden eroista johtuvaa erottumista; kupari muodostaa sitten kovia neulamaisia Cu2Sb-yhdisteitä. Esimerkkinä on PbSn16Sb16Cu2-seos, joka on halvempi kuin babbitt, mutta toimii yleensä vähemmän vaativissa olosuhteissa (pienemmät kuormitukset ja nopeudet).
Kolmas ryhmä koostuu lyijyseoksista, joissa on alkali-metalleja, kuten kalsiumia, bariumia tai strontiumia. Nämä alkuaineet muodostavat kovia yhdisteitä lyijyn kanssa (esim. Pb3Ca, Pb3Ba), jotka jakautuvat pehmeään, lähes puhdasta lyijyä sisältävään matriisiin; joskus lisätään myös pieni määrä natriumia kovuuden lisäämiseksi. Etuna on edullinen hinta ja hyvä laatu, mikä edistää laajaa käyttöä erityisesti rautateillä. Rajoituksia ovat alhainen kestävyys ilmakehän korroosiota vastaan ja seosaineiden palaminen uudelleen sulatuksen aikana. Erityisen vaativissa olosuhteissa (korkeat paineet ja nopeudet) toimivissa laakereissa käytetään myös tinapronssia tai lyijypronssia.
Juotosmetalliseokset
Juottaminen on prosessi, jossa metallit liitetään toisiinsa käyttämällä lisämetallia, eli juotetta, joka sulaa, virtaa ja täyttää liitoskohdan. Juotteen sulamispisteen on oltava alempi kuin liitettävien metallien sulamispiste, jotta ne eivät sula. Hyvä juote kastelee hyvin juotettavat pinnat, liukenee rajoitetusti liitettäviin metalleihin, on nestemäisessä tilassa hyvin juoksevaa, eikä sen jähmettymisalue ole liian laaja, koska se vaikeuttaa homogeenisen, tiiviin liitoksen saamista.
Sulamispisteen perusteella juotteet jaetaan pehmeisiin juotteisiin (enintään 450 °C) ja koviin juotteisiin (yli 450 °C). Pehmeät juotteet ovat kovuudeltaan ja vetolujuudeltaan alhaisia (noin 50–70 MPa), mutta ne ovat sitkeitä, minkä vuoksi ne tarjoavat hyvän tiiviyden, vaikka niitä ei yleensä ole suunniteltu kantamaan suuria kuormia. Yleisimpiä ovat tina-lyijyjuotteet, joissa tärkeä vertailukohta on eutektinen koostumus 61,9 % Sn ja sulamispiste 183 °C.
Tina-lyijyjuote kuuluu standardin PN-76/M-69400 piiriin, ja yksittäiset juotteet on merkitty kirjaimilla LC ja numerolla, joka vastaa keskimääräistä tinapitoisuutta prosentteina. Antimonilla täydennetyt variantit on merkitty kirjaimella ”A” nimityksen lopussa, esim. LC30A sisältää noin 30 % Sn, 68 % Pb ja 2 % Sb. Juote LC60 (60 % Sn ja 40 % Pb) on koostumukseltaan lähellä eutektista, joten se sulaa helpoimmin ja sen jähmettymisalue on hyvin kapea, noin 7 °C. Lyijypitoisuuden kasvaessa jähmettymisalue kasvaa; sideaineessa, jossa on 20 % Sn ja 80 % Pb, se voi ylittää 100 °C, mikä edistää huokosten muodostumista ja heikentää liitoksen tiiviyttä ja lujuutta. Huoneenlämpötilassa Sn-Pb-seosten kovuus ja lujuus kasvavat tinapitoisuuden myötä, ja korkeimmat arvot saavutetaan yleensä seoksilla, joissa on 50–80 % Sn; toisaalta seokset, joissa tinapitoisuus on hyvin alhainen (5–10 %), ovat harvinaisempia, mutta niiden ominaisuudet ovat heikommat.
Kovat juotokset toimivat paljon korkeammissa sulamislämpötiloissa (noin 400 °C:sta 2000 °C:seen) ja niitä käytetään, kun liitokselta vaaditaan suurta lujuutta. Kovajuotoksilla muodostettujen liitosten lujuus voi olla noin 200–700 MPa. Käytännössä on kolme pääryhmää: kuparipohjaiset juotokset, hopeapohjaiset juotokset ja erikoisjuotokset. Kupari on hyvä juotosmateriaali, jota käytetään teräksen, valuraudan ja kupariseosten liittämiseen, mutta sen korkea sulamispiste vaatii juottamista 1100–1200 °C:n lämpötiloissa, mikä lisää energiankulutusta ja voi heikentää juotettujen komponenttien ominaisuuksia lämmityksen aikana tapahtuvien rakenteellisten muutosten vuoksi. Tästä syystä puhtaan kuparin lisäksi sen seoksia käytetään laajalti. Hopeaseokset (joita muun muassa PN-80/M-69411 kattaa) ovat tärkeitä muun muassa sähkötekniikassa, ja merkittävimpiä ovat Ag-Cu-Zn-seokset, joilla on hyvät mekaaniset ominaisuudet ja korroosionkestävyys, mikä mahdollistaa teräksen, kupariseosten, jalometallien ja sintrattujen karbidien liittämisen. Erityisiin juotteisiin kuuluvat muun muassa kulta- ja platinapohjaiset juotteet (esim. korut, hammaslääketiede), alumiinipohjaiset juotteet (kevyiden metalliseosten liittäminen) ja magnesiumpohjaiset juotteet (magnesiummetalliseosten liittäminen).
Matalasulavat seokset
Matalasulavat seokset (helposti sulavat) ovat seoksia, joiden sulamispiste on alhaisempi kuin tinan, eli alle 232 °C. Ne koostuvat matalan sulamispisteen metalleista, pääasiassa lyijystä, tinasta ja vismutista, sekä pienemmistä määristä kadmiumia, antimonia, sinkkiä, indiumia ja muita lisäaineita. Koostumus valitaan siten, että muodostuu mahdollisimman alhaisen sulamispisteen eutektiset seokset, mikä mahdollistaa sulavan elementin sulamispisteen tarkan ”asetuksen”.
Hyvä esimerkki monikomponenttisuuden vaikutuksesta on Sn-Pb-Cd-Bi-In-järjestelmä, jossa eutektisen seoksen sulamispiste voi olla noin 47 °C. Käytännössä maassamme käytettävät matalan sulamispisteen seokset on lueteltu standardissa PN-71/H-87203. Tässä standardissa luetelluista seoksista yksi alhaisimmista sulamispisteistä (noin 70 °C) on BiPb25Sn12Cd12-seoksella, joka tunnetaan nimellä Woodin seos ja jonka koostumus on 25 % Pb, 12 % Sn, 12 % Cd ja 51 % Bi.
Sovellukset johtuvat suoraan toiminnasta: matalalla sulamispisteellä varustettuja seoksia käytetään sulakkeiden ja turvasulakkeiden, palo- ja hälytysjärjestelmien komponenttien, tarkkuusvalujen sekä lääketieteellisten laitteiden ja ortopedisen teollisuuden alalla, jossa matalat prosessilämpötilat ovat usein ratkaisevia turvallisuuden ja tarkkuuden kannalta.
Sinkki ja sen seokset
Sinkki on sinivalkoinen metalli, jonka ominaispaino on noin 70 kN/m³. Sen sulamispiste (419,4 °C) ja kiehumispiste (907 °C) ovat alhaiset. Sen vetolujuus on kohtalainen (Rm noin 150 MPa) ja venymä suuri (A10 noin 50 %), mutta huoneenlämmössä sinkki on hauras. Vasta kun se lämmitetään yli 100–150 °C:n lämpötilaan, se muuttuu muokattavaksi ja sitä voidaan valssailla ohuiksi levyiksi ja vetää langaksi.
Sinkki kestää kuivaa ilmastoa, mutta vesihöyryn ja hiilidioksidin läsnä ollessa se peittyy valkoisella emäksisellä sinkkikarbonaatin kerroksella, joka toimii suojakerroksena ja rajoittaa korroosiota. Sinkki liukenee laimeisiin hapoihin ja emäksiin. Sinkin tärkein teollinen käyttö on teräksen suojaaminen: sinkkipinnoitteet (galvanointi) ovat hyödyllisiä, koska jopa paikallisissa vuodoissa sinkki toimii suojaavana anodina. Koska sen sähkökemiallinen potentiaali on rautaa alhaisempi, sinkki liukenee ja teräs on siten suojattu korroosiolta.
Sinkkiä käytetään myös puolivalmiiden tuotteiden materiaalina (esim. rakentamisessa) ja se on tärkeä komponentti monissa muissa metalliseoksissa. On olemassa muutamia seoksia, joissa sinkki on pääkomponentti, joista tärkeimpiä ovat sinkin ja alumiinin, kuparin ja magnesiumin seokset, joita kutsutaan nimellä ZNAL-seokset. Ne jaetaan valuseoksiin ja taottuihin seoksiin. Sinkin lisäksi ne sisältävät yleensä enintään 30 % Al:ta, enintään 6 % Cu:ta ja pieniä määriä Mg:tä; lajikkeiden erot johtuvat niiden käyttötarkoituksesta ja valmistustekniikasta.
Muovattavat seokset saavuttavat suuremman lujuuden (noin 280–320 MPa) ja paremman plastisuuden (A5 noin 5 %). Valuseokset ovat lujuudeltaan 150–300 MPa, mutta niiden plastisuus on hyvin alhainen (A5 noin 1 %), mikä on tyypillistä valukappaleille, erityisesti painevalukappaleille. Rajoitetusta plastisuudestaan huolimatta valettuja sinkkiseoksia käytetään laajalti koneteollisuudessa (kotelot, rungot, kannet), autoteollisuudessa (kaasuttimet, vivut, ovenkahvat) ja sähkötekniikassa (laitteiden kotelot). Plastisesti työstettävät seokset voivat korvata kalliimmat kupariseokset, kun taloudellisuus ja yksinkertaisempi tekniikka ovat tärkeitä.
Titaani ja sen seokset
Titaani on yksi maankuoren runsaimmat alkuaineista, mutta sen teollinen tuotanto suuremmassa mittakaavassa on kehittynyt vasta vuodesta 1948 lähtien. Se on hopeanvalkoinen metalli, joka muistuttaa ruostumatonta terästä ja jonka ominaispaino on alhainen, noin 44,1 kN/m³, mikä on lähes puolet raudan ominaispainosta. Siksi sen lujuus-tiheyssuhde on erityisen edullinen, mikä näkyy sovelluksissa, joissa jokainen kilogramma on tärkeä.
Titaani esiintyy kahdessa allotrooppisessa muodossa: Tiα (vakaa alhaisissa lämpötiloissa, kompakti kuusikulmainen hilarakenne) ja Tiβ (vakaa korkeammissa lämpötiloissa, tilallisesti keskitetty säännöllinen hilarakenne). Allotrooppinen siirtymälämpötila on 882 °C. Tätä materiaalia leimaa erittäin korkea korroosionkestävyys, joka on verrattavissa austeniittisten kromi-nikkeliterästen korroosionkestävyyteen. Noin 500 °C:n lämpötiloissa titaani ei käytännössä reagoi ilman kanssa; vasta korkeammissa lämpötiloissa sen pinnalle muodostuu ohut, hyvin tarttuva oksidi- ja nitridikerros, joka suojaa metallia hapen ja typen vaikutuksilta, kunhan lämpötila ei ylitä noin 560 °C:ta. Tämän lämpötila-alueen yläpuolella titaanin kemiallinen aktiivisuus kasvaa merkittävästi.
Titaanin mekaaniset ominaisuudet riippuvat suuresti sen puhtaudesta. Erittäin puhdas titaani on erittäin taipuisa ja sen parametrit ovat samanlaiset kuin puhtaalla raudalla: Rm noin 250–300 MPa, R0,2 noin 100–150 MPa, A10 noin 50 % ja Z noin 70 %. Lisäaineet lisäävät lujuutta plastisuuden kustannuksella, minkä vuoksi tekniikan alalla puhtaus ja seostusluokka valitaan vaatimusten mukaan. Korroosionkestävyytensä ja korkean ominaislujuutensa ansiosta titaania ja sen seoksia käytetään ajoneuvoissa, lentokoneissa, laivanrakennuksessa ja kemiallisissa laitteissa, vaikka niiden korkea hinta on edelleen esteenä.
Molempien allotrooppisten lajikkeiden pohjalta valmistetuissa titaaniseoksissa on α- ja β-kiinteitä liuoksia. Koska β-faasi on stabiili korkeissa lämpötiloissa ja α-faasi matalissa lämpötiloissa, lämpökäsittely faasimuutosten pohjalta on mahdollista. β→α-muunnoksen mekanismi riippuu lämpötilasta: korkeammissa lämpötiloissa se on diffuusi ja johtaa rakeiseen rakenteeseen, kun taas merkittävällä alijäähtymisellä, eli atomien alhaisen liikkuvuuden vuoksi, voi tapahtua ei-diffuusi martensiittinen muunnos, joka johtaa neulamaisiin (martensiittisiin) rakenteisiin, joita usein kutsutaan α’-rakenteiksi.
Käytännössä käytettävät titaaniseokset jaetaan yksivaiheisiin α-, yksivaiheisiin β– ja kaksivaiheisiin α+β-seoksiin. α-seoksiin kuuluvat muun muassa titaaniseokset, joissa on alumiinia, joka on ainoa α-faasia stabiloiva lisäaine; alumiini lisää lujuutta ja vaikuttaa alhaisen tiheyden ansiosta positiivisesti seoksen ominaispainoon. β-seokset ovat suhteellisen harvinaisempia, kun taas tärkeimpiä ovat kaksivaiheiset α+β-seokset, jotka sisältävät β-faasia stabiloivia lisäaineita, kuten vanadiinia, molybdeeniä, tinaa, rautaa, kromia tai magnesiumia. Ne ovat yleensä vahvempia kuin yksivaiheiset seokset, helposti muovattavia ja alttiita lämpökäsittelylle; tyypillinen Rm on noin 900–1200 MPa, ja lämpötila-alueella 500 °C asti niiden lujuus tiheysyksikköä kohti on joskus edullisempi kuin teräksen.
Vaikka martensiittinen muutostila viittaa klassisen karkaisun mahdollisuuteen, käytännössä sitä ei käytetä yleisesti, koska vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin on joskus merkityksetön. α+β-kaksivaiheisten seosten lämpökäsittelyyn kuuluu tyypillisesti ylikyllästys ja vanhentaminen: ylikyllästys (liuoshehkutus) tarkoittaa kuumentamista lämpötilaan, jossa β-faasi on stabiili, ja sen jälkeen nopeaa jäähdytystä tämän rakenteen säilyttämiseksi. Vanhentamisen aikana β-faasi hajoaa osittain α+β-seokseksi, mikä mahdollistaa lujuuden ja muovattavuuden muokkaamisen.
Jalometalliseokset
Jalometalleihin kuuluvat kulta, hopea ja platina sekä niiden seokset. Ne erottuvat erittäin korkealla korroosionkestävyydellään ilmakehän olosuhteissa, vedessä ja lukuisissa kemiallisissa ympäristöissä. Samalla näillä metalleilla on suhteellisen alhainen lujuus ja erittäin hyvät plastiset ominaisuudet, minkä vuoksi niitä käytetään useimmiten seoksina eikä teknisesti puhtaina metalleina sovelluksissa, joissa ne altistuvat kulumiselle ja muodonmuutoksille (esim. korut, hammaselementit).
Puhtaiden metallien mekaaniset tiedot osoittavat tämän erityispiirteen: kullan Rm-arvo on noin 130 MPa, myötöraja noin 50 MPa ja kovuus noin 20 HB, kun supistuminen on noin 95 % ja venymä noin 55 %. Hopean Rm-arvo on noin 160 MPa ja kovuus noin 25 HB, ja sen plastisuus on erittäin korkea (Z noin 95 %, A10 noin 60 %). Platinan Rm-arvo on noin 150 MPa ja kovuus noin 50 HB, ja sen plastisuus on myös korkea (Z noin 90 %, A10 noin 50 %).
Kulta kestää useimpia happoja ja emäksiä, minkä vuoksi sitä käytetään muun muassa kemiallisessa ja galvaanisessa kullauksessa, laboratoriolaitteissa ja elektroniikassa käytettävissä seoksissa. Hopea kestää erityisen hyvin vahvoja emäksiä, mutta liukenee huonosti orgaanisiin happoihin. Sen erittäin hyvän sähkönjohtavuuden ansiosta sitä käytetään johdoissa ja sähkökomponenteissa sekä hopeoinnissa. Platina on kemiallisesti erittäin kestävää, vaikka se liukenee kuumaan kuningasveteen. Kemianteollisuudessa sitä käytetään sekä sen korroosionkestävyyden ja katalyyttisten ominaisuuksien vuoksi että laboratoriolaitteiden (verkot, upokkaat, haihduttimet) valmistuksessa.
Kultaa ja hopeaa käytetään pääasiassa koruissa ja hammaslääketieteessä seoksina, koska ne ovat puhtaassa muodossaan liian pehmeitä. Kupari ja hopea ovat tärkeitä lisäaineita kultaseoksissa. Kullan sulattaminen hopean kanssa ei lisää sen kovuutta merkittävästi, kun taas kuparin lisääminen lisää kovuutta huomattavasti, tosin korroosionkestävyyden heikkenemisen kustannuksella. Tästä syystä käytetään usein kolminkertaisia Au-Ag-Cu-seoksia, jotka tasapainottavat väriä, kovuutta ja kemiallista kestävyyttä. Puolassa laissa säädetyt kullan puhtausasteet ovat 96 %, 75 % ja 58,3 % Au-pitoisuutta; historiallisesti tämä vastasi vastaavasti 23, 18 ja 14 karaattia (puhdas kulta on 24 karaattia). Kolmannen puhtausasteen seokset ovat kovimpia ja kulutuskestävimpiä, mutta ne ovat myös selvästi punertavia korkean kuparipitoisuuden vuoksi.
Hopeaseosten pääkomponentit ovat kupari ja sinkki, ja laissa vahvistetut hopean puhtaudet ovat 94 %, 87,5 % ja 80 % Ag. Korkeinta puhtautta ei yleensä käytetä sen riittämättömän kovuuden vuoksi, kun taas toista ja kolmatta puhtautta käytetään taiteellisissa tuotteissa, astioissa ja asusteissa. Teknisestä näkökulmasta on myös tärkeää käyttää hopeaseoksia kovajuotteina, joissa ne yhdistävät hyvät mekaaniset ominaisuudet ja korroosionkestävyyden kostuvuuteen. Platinaa ja sen seoksia käytetään pääasiassa teollisuudessa: Pt-Ir-seokset, joiden kovuus on noin 265 HB 40 % iridiumilla (käytetään sähkötekniikassa, sähkökemiassa, lääketieteessä ja koruissa), ovat erittäin tärkeitä, kun taas platinaseoksia rodiumilla käytetään katalyytteinä ja lankojen muodossa termoparien valmistuksessa.
Muut ei-rautametalliseokset – yhteenveto
Käsitellyt seosryhmät osoittavat, että tekniikassa ei usein ole kyse materiaalin ”maksimilujuudesta”, vaan tarkasti valituista ominaisuuksista. Laakeriseokset on suunniteltu kitkan, voitelun ja sisäänajon ominaisuuksien perusteella, minkä vuoksi pehmeän matriisin kovien sulkeumien rakenne on ratkaiseva. Juotosmetalliseokset valitaan liitoksen kostumisen ja jähmettymisen hallitsemiseksi: pehmeät juotokset takaavat tiiviyden, kun taas kovat juotokset mahdollistavat erittäin lujien liitosten rakentamisen.
Matala-sulavat metalliseokset hyödyntävät matalaa sulamispistettään toiminnallisena ominaisuutena turvallisuuskomponenteissa ja tarkkuusteknologiassa. Sinkki ja sen metalliseokset yhdistävät rakenneaineen roolin erittäin tärkeään tehtävään suojata terästä korroosiolta ja mahdollistavat edullisen painevalun. Titaani ja sen seokset tarjoavat korkean korroosionkestävyyden ja erinomaisen painovoimakkuuden, erityisesti lämpökäsitellyissä α+β-seoksissa. Toisaalta jalometallit ja niiden seokset ovat korvaamattomia, kun ratkaisevia tekijöitä ovat kemiallinen kestävyys, johtavuus tai hallittu kovuus ja samalla korkea plastisuus.
Alla on poikkileikkauskuva ei-rautametalleista ja niiden seoksista – ominaisuudet ja sovellukset (materiaali englanniksi).
