Os metais constituem a maioria da tabela periódica dos elementos. Em seu estado puro, cada metal tem sua própria massa característica, ponto de fusão e propriedades físicas. A mistura de dois ou mais desses metais em uma combinação com um novo conjunto de propriedades forma uma liga, um metal composto que pode ter características notavelmente diferentes.
Composição química
Por definição, metais puros consistem em um único elemento. Amostras desses metais não contêm nada além de átomos de uma única substância metálica. As ligas contêm dois ou mais elementos ou ligas fundidas e combinadas, de modo que suas fórmulas químicas consistem em mais de um elemento. Por exemplo, o ferro de metal puro consiste apenas em átomos de ferro. O aço, uma liga de ferro e carbono, contém principalmente átomos de ferro com átomos isolados de carbono que lhe conferem resistência. Adicionar os metais cromo ou molibdênio ao aço produz outra liga: o aço inoxidável.
Maleabilidade e Ductilidade
Uma razão pela qual os fabricantes combinam metais puros para formar ligas é para alterar as propriedades físicas dos metais. Os metais puros podem ser muito macios para serem usados regularmente, mas ligá-los torna-os mais resistentes. Como um metal puro, o ouro se dobra e se estica com tanta facilidade que perderia a forma rapidamente se fosse transformado em um anel e usado no dedo. Os fabricantes de joias ligam ouro puro com prata, cobre ou zinco para melhorar a durabilidade e rigidez do metal. O ouro contribui com sua cor e resistência à corrosão; os outros metais contribuem com sua resistência. O resultado é um anel de ouro de 14 quilates que resiste ao uso diário.
Reatividade
Em seu estado elementar natural, alguns metais puros reagem fortemente com seus arredores, oxidando e corroendo até se tornarem inutilizáveis. A mistura desses metais com metais menos reativos altera sua reatividade, estendendo a vida útil do item ligado. O aço inoxidável deve seu nome ao fato de não enferrujar ou furar como uma ferramenta de ferro puro faria. A liga de metais é um meio de torná-los menos reativos e mais adequados às necessidades do fabricante.
Massa
Metais leves, como alumínio e titânio, reduzem a massa de metais puros com os quais se ligam. Essas ligas mais leves desempenham um papel vital na indústria aeroespacial, pois permitem que os fabricantes projetem e construam embarcações mais leves. Um caça a jato mais leve pode conter mais combustível, equipamento e munições do que um caça pesado. As rodas de liga de alumínio aliviam o peso geral do veículo, contribuindo para melhor consumo de combustível e aumentando a velocidade na pista de corrida.
Tolerância térmica e ponto de fusão
Metais de liga mudam sua tolerância térmica. Como consistem em dois ou mais metais puros, as ligas não têm um único ponto de fusão, mas derretem em uma faixa de temperaturas. Sua estrutura molecular pode elevar a faixa geral de fusão do metal acima de qualquer um dos metais que o compõem. Aumentar a faixa de fusão de um metal tem implicações importantes para o uso industrial e comercial. O SR-71 Blackbird, uma das aeronaves de reconhecimento tecnologicamente mais avançadas de seu tempo, contava com sua estrutura de liga leve de titânio para suportar o estresse térmico de seu supersônico voos.