Innehåll
Metaller utgör huvuddelen av det periodiska elementet. I deras rena tillstånd har varje metall sin egen karakteristiska massa, smältpunkt och fysiska egenskaper. Att blanda två eller flera av dessa metaller i en blandning med en ny uppsättning egenskaper bildar en legering, en sammansatt metall som kan ha slående olika egenskaper.
Kemisk sammansättning
Per definition består rena metaller av ett enda element. Prover av dessa metaller innehåller inget annat än atomer av en enda metallisk substans. Legeringar innehåller två eller flera element eller legeringar smälta och blandade ihop, så deras kemiska formler består av mer än ett element. Till exempel består det rena metalljärnet endast av järnatomer. Stål, en legering av järn och kol, innehåller mestadels järnatomer med isolerade kolatomer som ger det styrka. Tillsats av metaller krom eller molybden till stålet ger ytterligare en legering: rostfritt stål.
Smidbarhet och duktilitet
En anledning till att tillverkare kombinerar rena metaller för att bilda legeringar är att förändra de fysiska egenskaperna hos metallerna. Rena metaller kan vara för mjuka för att hålla det regelbundet, men legering av dem gör dem tuffare. Som en ren metall böjs och sträcker sig guld så lätt att det snabbt skulle dra sig ur formen om det formades till en ring och bärs på fingret. Smyckestillverkare legerar rent guld med silver, koppar eller zink för att förbättra metallens hållbarhet och stelhet. Guldet bidrar med dess färg och motståndskraft mot korrosion; de andra metallerna bidrar med sin styrka. Resultatet är en 14 karat guldring som tål daglig slitage.
Reaktivitet
I deras naturliga elementära tillstånd reagerar vissa rena metaller starkt med sin omgivning, oxiderar och korroderar tills de blir obrukbara. Att blanda dessa metaller med mindre reaktiva metaller förändrar deras reaktivitet och förlänger livslängden för det legerade föremålet. Rostfritt stål tar sitt namn från det faktum att det inte lätt rostar eller groper som ett rent järnverktyg skulle göra. Legering av metaller är ett sätt att göra dem mindre reaktiva och mer anpassade till tillverkarens behov.
Massa
Lättmetaller som aluminium och titan minskar massan av rena metaller som de legerar med. Dessa lättare legeringar spelar en viktig roll i flygindustrin, eftersom de tillåter tillverkare att designa och bygga lättare hantverk. En lättare jetfighter kan rymma mer bränsle, utrustning och ordning än en tung. Aluminiumlegeringar hjul lätta en fordons totala vikt, vilket bidrar till bättre gas körsträcka och lägga till hastighet på racerbana.
Termisk tolerans och smältpunkt
Legering av metaller förändrar deras termiska tolerans. Eftersom de består av två eller flera rena metaller har legeringar ingen enda smältpunkt, utan smälter istället över ett temperaturintervall. Deras molekylstruktur kan höja det totala smältområdet för metallen över det för någon av dess komponentmetaller. Att höja smältområdet för en metall har viktiga konsekvenser för industriell och kommersiell användning. SR-71 Blackbird, ett av dess mest tekniskt avancerade flygplan i sin tid, förlitade sig på sin lätta ram av titanlegering för att motstå termisk spänning på dess supersoniska flygningar.