Hva er forskjellen mellom en legering og et rent metall?

Metaller utgjør flertallet av det periodiske elementet. I sin rene tilstand har hvert metall sin egen karakteristiske masse, smeltepunkt og fysiske egenskaper. Å blande to eller flere av disse metallene i en blanding med et nytt sett med egenskaper danner en legering, et komposittmetall som kan ha påfallende forskjellige egenskaper.

Per definisjon består rene metaller av et enkelt element. Prøver av disse metallene inneholder ingenting annet enn atomer av en enkelt metallisk substans. Legeringer inneholder to eller flere elementer eller legeringer smeltet og blandet sammen, så deres kjemiske formler består av mer enn ett element. For eksempel består det rene metalljernet bare av jernatomer. Stål, en legering av jern og karbon, inneholder for det meste jernatomer med isolerte karbonatomer som gir styrke. Å legge metallene krom eller molybden til stålet produserer enda en legering: rustfritt stål.

En grunn til at produsenter kombinerer rene metaller for å danne legeringer, er å endre metallenes fysiske egenskaper. Rene metaller kan være for myke til å holde opp til vanlig bruk, men legering gjør dem tøffere. Som et rent metall bøyer og strekker gull seg så lett at det raskt vil trekke seg ut av formen hvis det ble formet til en ring og slitt på fingeren. Smykkeprodusenter legerer rent gull med sølv, kobber eller sink for å forbedre metallets holdbarhet og stivhet. Gullet bidrar med farge og korrosjonsbestandighet; de andre metallene bidrar med sin styrke. Resultatet er en 14 karat gullring som tåler daglig slitasje.

I sin naturlige elementtilstand reagerer noen rene metaller sterkt med omgivelsene, oksiderer og korroderer til de blir ubrukelige. Blanding av disse metallene med mindre reaktive metaller endrer reaktiviteten, og forlenger levetiden til den legerte gjenstanden. Rustfritt stål har navnet sitt fra det faktum at det ikke lett ruster eller graver slik et rent jernverktøy ville gjort. Legering av metaller er et middel for å gjøre dem mindre reaktive og mer tilpasset produsentens behov.

Lette metaller som aluminium og titan reduserer massen av rene metaller som de legeres med. Disse lettere legeringene spiller en viktig rolle i luftfartsindustrien, ettersom de tillater produsenter å designe og bygge lettere håndverk. En lettere jetfighter kan holde mer drivstoff, utstyr og ordnance enn en tung. Aluminiumsfelger letter kjøretøyets totalvekt, noe som bidrar til bedre bensinkjøring og gir fart på løpebanen.

Legering av metaller endrer termisk toleranse. Siden de består av to eller flere rene metaller, har legeringer ikke noe smeltepunkt, men smelter i stedet over et temperaturområde. Deres molekylære struktur kan heve det totale smelteområdet til metallet over det for noen av dets komponentmetaller. Å øke smelteområdet til et metall har viktige implikasjoner for industriell og kommersiell bruk. SR-71 Blackbird, et av de mest teknologisk avanserte rekognoseringsflyene i sin tid, stolte på den lette titanlegeringsrammen for å tåle den termiske belastningen til dens supersoniske flyreiser.