Innehåll
Metaller utgör de flesta elementen i det periodiska systemet. I rent tillstånd har varje metall sin egen massa, smältpunkt och fysiska egenskaper. Att kombinera två eller flera av dessa metaller i en blandning med en ny uppsättning egenskaper bildar en legering, en sammansättning av metaller som kan ha anmärkningsvärt olika egenskaper.
Kemisk sammansättning
Per definition består rena metaller av ett enda element. Prover av dessa metaller innehåller endast atomer av en enda metallisk substans. Legeringarna innehåller två eller flera grundämnen eller legeringar smält och kombinerat, så deras kemiska formler består av mer än ett grundämne. Till exempel består ren järnmetall endast av järnatomer. Stål, en koljärnlegering, innehåller främst järnatomer med isolerade kolatomer som ger styrka. Tillsats av krom och molybden till stål ger ännu en legering: rostfritt stål.
Smidbarhet och duktilitet
En anledning för tillverkare att kombinera rena metaller för att bilda legeringar är att ändra de fysiska egenskaperna hos metallerna. Rena metaller kan vara för ömtåliga för att klara daglig användning, men att kombinera dem kan göra dem starkare. Som en ren metall böjer sig och sträcker guld sig så lätt att det snabbt deformeras om det görs som en ring och bärs på fingret. Smyckstillverkare kombinerar guld med silver, koppar eller zink för att förbättra metallens hållbarhet och styvhet. Guld bidrar till dess färg- och korrosionsbeständighet, medan andra metaller erbjuder sin hållfasthet. Resultatet är en 14-karats guldring som klarar vardagsbruk.
Reaktivitet
I sitt naturliga tillstånd reagerar vissa rena metaller starkt med sin omgivning, oxiderar och går, tills de är stabila. Genom att kombinera dessa metaller med andra mindre reaktiva metaller förändras deras reaktivitet, vilket förlänger metallens livslängd. Rostfritt stål har detta namn eftersom det inte rostar lätt eller slits ut som ett järnverktyg skulle göra. Att blanda metaller är ett sätt att göra dem mindre reaktiva och bättre anpassade till tillverkarens behov.
Pasta
Lätta metaller, såsom aluminium och titan, minskar massan av rena metaller som de kombinerar. Dessa lättare legeringar spelar en viktig roll i flygindustrin, eftersom de tillåter tillverkare att designa och bygga lättare maskiner. En lättare stridsflygplan kan bära mer bränsle, utrustning och artilleri än en tyngre. Aluminiumfälgar minskar fordonets totala vikt, vilket bidrar till att förbättra bränsleeffektiviteten och öka hastigheten på tävlingsbanor.
Termisk tolerans och smältpunkt
Genom att kombinera metaller ändras dess termiska tolerans. Eftersom de består av två eller flera rena metaller har legeringarna ingen fast smältpunkt. Istället smälter de samman vid olika temperaturer. Legeringarnas molekylära struktur kan öka metallens allmänna smältpunkt över den för någon av dess ingående metaller. Att öka metallens smältpunkt har viktiga konsekvenser för industriell och kommersiell användning. SR-71 Blackbird, ett av de mest tekniskt avancerade rekognoseringsflygplanen på sin tid, berodde på dess lätta struktur av titanlegeringar för att motstå den termiska påfrestningen vid supersoniska flygningar.