Verschillende soorten legeringen en gebruik

Een legering is een metaal dat ontstaat door twee of meer metalen elementen te combineren. Er worden verschillende soorten legeringen gemaakt voor een grotere sterkte van het materiaal of voor weerstand tegen corrosie. Deze duurzaamheid maakt legeringen de basis van het bouwen in de moderne wereld.

Een legering is een stabiele metallische substantie die uit twee of meer metalen bestaat. In sommige gevallen kan een legering ook niet-metalen bevatten. Om metalen op het periodiek systeem te vinden, kijk naar de ladder gemaakt van boor tot astatine. Elementen links van die ladder worden als metalen beschouwd; naar rechts, niet-metalen.

Traditioneel is het hoofdbestanddeel van de legering: gesmolten eerst, gevolgd door het oplossen van de andere ingrediënten in het gesmolten mengsel. De elementen smelten samen en vormen een stof die eigenschappen van beide overneemt.

Een moeilijkheid bij het maken van legeringen is dat metalen verschillende smeltpunten hebben. Zo smelt koper bij 1.083 graden Celsius en zink bij 419 graden Celsius. Zink kookt echter ook bij 907 graden Celsius. Daarom, om de verdamping van zink te voorkomen, wordt messing gemaakt door eerst het koper te smelten en vervolgens zink toe te voegen, zodat het snel zal oplossen.

De sterkte van een metaal is hoeveel kracht de atomenlagen kunnen verdragen voordat ze langs elkaar gaan. Legeringen zijn sterker door de vervorming in de roosterstructuur van het metaal.

In staal passen de kleinere koolstofatomen tussen de ijzeratomen om de sterkere staallegering te creëren. In de vervormde roosterstructuur kunnen atomen niet zo gemakkelijk over/over elkaar bewegen, waardoor de legering beter bestand is tegen hogere krachten.

Verschillende soorten legeringen, de elementen waaruit ze bestaan ​​en enkele van hun toepassingen worden hieronder opgesomd:

Aluminium is geen erg sterk metaal, maar zijn geleidende eigenschappen maken het geschikt voor een verscheidenheid aan toepassingen. Om deze reden mengen fabrikanten aluminium met andere metalen om het te versterken, waardoor verschillende aluminiumlegeringen worden gevormd:

• alnico (aluminium, nikkel, koper); gebruikt bij de productie van magneten
• magnalium (aluminium met 5 procent magnesium); instrumenten en lichtmetalen velgen op auto's
• duraluminium (koper, aluminium, in sommige gevallen magnesium en mangaan); componenten in auto- en vliegtuigmotoren

Het element koper is gevoelig voor oxidatie, waardoor het oppervlak een doffe, bleekgroene kleur krijgt. Om oxidatie te voorkomen en de sterkte ervan te vergroten, versmelten fabrikanten koper met verschillende elementen:

• messing (koper, tot 50 procent zink); gebruikt in decoratieve artikelen zoals sieraden, maar ook voor moeren en bouten
• brons (koper, 10 procent tin of aluminium); gebruikt voor het maken van munten, beelden en decoratieve voorwerpen;

• staal (ijzer, 0,5 tot 1,5 procent koolstof); veel gebruikt in de bouw, zoals:

• koelkasten
  
• bereiken

Als zacht metaal is puur goud kneedbaar en gemakkelijk te bewerken. Andere metalen worden toegevoegd om de sterkte van goud te vergroten:

• geel goud (goud, koper); alle soorten sieraden (ringen, armbanden, kettingen, oorbellen)
• wit goud (goud, met nikkel, zilver of palladium); alle soorten sieraden

De eerste legering kwam in gebruik tijdens de bronstijd, die ongeveer in 3500 voor Christus begon. Gemaakt van koper en tin, vroege mensen gebruikten brons duizenden jaren voordat ze complexere ovens ontwikkelden om ijzeren werktuigen te maken en wapens. De Romeinen ontwikkelden koper rond 500 voor Christus.