Metaller udgør størstedelen af det periodiske system. I deres rene tilstand har hvert metal sin egen karakteristiske masse, smeltepunkt og fysiske egenskaber. Blanding af to eller flere af disse metaller i en blanding med et nyt sæt egenskaber danner en legering, et kompositmetal, der kan have markant forskellige egenskaber.
Kemisk sammensætning
Per definition består rene metaller af et enkelt element. Prøver af disse metaller indeholder kun atomer af et enkelt metallisk stof. Legeringer indeholder to eller flere grundstoffer eller legeringer smeltet og blandet sammen, så deres kemiske formler består af mere end et element. For eksempel består det rene metaljern kun af jernatomer. Stål, en legering af jern og kulstof, indeholder for det meste jernatomer med isolerede atomer af kulstof, der giver det styrke. Tilføjelse af metaller krom eller molybdæn til stålet producerer endnu en legering: rustfrit stål.
Bøjelighed og duktilitet
En grund til, at producenter kombinerer rene metaller for at danne legeringer, er at ændre metallenes fysiske egenskaber. Rene metaller kan være for bløde til at holde op til regelmæssig brug, men legering af dem gør dem hårdere. Som et rent metal bøjer og strækker guld sig så let, at det hurtigt vil trække sig ud af form, hvis det blev formet til en ring og båret på fingeren. Smykkeproducenter legerer rent guld med sølv, kobber eller zink for at forbedre metalets holdbarhed og stivhed. Guldet bidrager med sin farve og modstandsdygtighed over for korrosion; de andre metaller bidrager med deres styrke. Resultatet er en 14 karat guldring, der tåler daglig slid.
Reaktivitet
I deres naturlige elementære tilstand reagerer nogle rene metaller stærkt med deres omgivelser og oxiderer og korroderer, indtil de bliver ubrugelige. Blanding af disse metaller med mindre reaktive metaller ændrer deres reaktivitet og forlænger den legerede artikels levetid. Rustfrit stål tager sit navn fra det faktum, at det ikke let ruster eller graver som et rent jernværktøj ville. Legering af metaller er et middel til at gøre dem mindre reaktive og mere egnede til producentens behov.
Masse
Letmetaller såsom aluminium og titanium reducerer massen af rene metaller, som de legeres med. Disse lettere legeringer spiller en vigtig rolle i luftfartsindustrien, da de tillader producenter at designe og bygge lettere håndværk. En lettere jetfighter kan rumme mere brændstof, udstyr og ammunition end en tung. Aluminiumsfælge letter køretøjets samlede vægt, hvilket bidrager til en bedre kilometertal på gas og øger hastigheden på racerbanen.
Termisk tolerance og smeltepunkt
Legering af metaller ændrer deres termiske tolerance. Da de består af to eller flere rene metaller, har legeringer ikke et enkelt smeltepunkt, men smelter i stedet over en række temperaturer. Deres molekylære struktur kan hæve det samlede smelteområde for metallet over det for ethvert af dets komponentmetaller. Forøgelse af smelteområdet for et metal har vigtige konsekvenser for industriel og kommerciel brug. SR-71 Blackbird, et af de mest teknologisk avancerede rekognosceringsfly i sin tid, stolede på sin lette titaniumlegeringsramme for at modstå den termiske belastning af dens supersoniske flyvninger.
