โลหะผสมและการใช้งานประเภทต่างๆ

โลหะผสมเป็นโลหะที่สร้างขึ้นจากการรวมองค์ประกอบโลหะสองชิ้นขึ้นไป โลหะผสมประเภทต่างๆ ทำขึ้นเพื่อเพิ่มความแข็งแรงให้กับวัสดุหรือเพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อน ความทนทานนี้ทำให้โลหะผสมเป็นพื้นฐานของการสร้างในโลกสมัยใหม่

โลหะผสมเป็นสารโลหะที่มีความเสถียรซึ่งประกอบด้วยโลหะตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป ในบางกรณี โลหะผสมอาจมีอโลหะด้วย ในการหาโลหะในตารางธาตุ ให้ดูบันไดที่สร้างจากโบรอนถึงแอสทาทีน องค์ประกอบทางด้านซ้ายของบันไดนั้นถือเป็นโลหะ ทางด้านขวาที่ไม่ใช่โลหะ

ตามเนื้อผ้า ส่วนผสมหลักของโลหะผสมคือ ละลาย ขั้นแรก ตามด้วยละลายส่วนผสมอื่นๆ ลงในส่วนผสมที่หลอมละลาย ธาตุจะหลอมรวมกันกลายเป็นสารที่ใช้คุณสมบัติของทั้งสองอย่าง

ความยากอย่างหนึ่งในการทำโลหะผสมคือโลหะมีจุดหลอมเหลวต่างกัน ตัวอย่างเช่น ทองแดงละลายที่ 1,083 องศาเซลเซียสและสังกะสีที่ 419 องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตาม สังกะสียังเดือดที่อุณหภูมิ 907 องศาเซลเซียส ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงการระเหยของสังกะสี ทองเหลืองจะทำโดยการหลอมทองแดงก่อน แล้วจึงเติมสังกะสีเพื่อให้ละลายได้อย่างรวดเร็ว

ความแข็งแรงของโลหะคือแรงที่ชั้นของอะตอมสามารถทนได้ก่อนที่จะเคลื่อนผ่านกันและกัน โลหะผสมมีความแข็งแรงมากขึ้นเนื่องจากการบิดเบี้ยวในโครงสร้างขัดแตะของโลหะ

ในเหล็กกล้า อะตอมของคาร์บอนที่มีขนาดเล็กกว่าจะพอดีระหว่างอะตอมของเหล็กเพื่อสร้างโลหะผสมที่แข็งแรงขึ้น ในโครงสร้างขัดแตะบิดเบี้ยว อะตอมไม่สามารถเคลื่อนที่ข้าม/ข้ามกันได้ง่ายๆ ทำให้โลหะผสมมีความทนทานต่อแรงที่สูงกว่า

โลหะผสมหลายประเภท ส่วนประกอบที่ประกอบรวมเข้าด้วยกันและการใช้งานบางส่วนมีการระบุไว้ด้านล่าง:

อลูมิเนียม ไม่ใช่โลหะที่แข็งแรงมาก แต่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าทำให้มีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ด้วยเหตุผลนี้ ผู้ผลิตจึงผสมอะลูมิเนียมกับโลหะอื่นๆ เพื่อเสริมความแข็งแรง ทำให้เกิดอะลูมิเนียมอัลลอยด์หลายแบบ:

• อัลนิโค (อลูมิเนียม นิกเกิล ทองแดง); ใช้ในการผลิตแม่เหล็ก
• แมกนีเซียม (อลูมิเนียมที่มีแมกนีเซียม 5 เปอร์เซ็นต์); เครื่องมือและล้ออัลลอยด์บนรถยนต์
• ดูราลูมิน (ทองแดง อะลูมิเนียม แมกนีเซียม และแมงกานีส ในบางกรณี); ส่วนประกอบในเครื่องยนต์รถยนต์และเครื่องบิน

ธาตุทองแดงมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันซึ่งทำให้พื้นผิวเปลี่ยนเป็นสีเขียวซีด เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและเพิ่มความแข็งแรง ผู้ผลิตจึงหลอมทองแดงเข้ากับองค์ประกอบต่างๆ ดังนี้

• ทองเหลือง (ทองแดงสังกะสีมากถึง 50 เปอร์เซ็นต์); ใช้ประดับตกแต่ง เช่น เครื่องประดับ น็อต สลักเกลียว
• บรอนซ์ (ทองแดง, ดีบุก 10 เปอร์เซ็นต์หรืออลูมิเนียม); ใช้สำหรับทำเหรียญ รูปปั้น และของประดับตกแต่ง

• เหล็ก (เหล็ก 0.5 เปอร์เซ็นต์ถึง 1.5 เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอน); ใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้างเช่น:

• ตู้เย็น
  
• ช่วง

เนื่องจากเป็นโลหะอ่อน ทองคำบริสุทธิ์จึงอ่อนตัวและใช้งานได้ง่าย มีการเพิ่มโลหะอื่นๆ เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของทองคำ:

• สีเหลืองทอง (ทอง, ทองแดง); เครื่องประดับทุกประเภท (แหวน สร้อยข้อมือ สร้อยคอ ต่างหู)
• ทองคำขาว (ทอง, นิกเกิล, เงินหรือแพลเลเดียม); เครื่องประดับทุกชนิด

โลหะผสมชนิดแรกถูกนำมาใช้ในช่วงยุคสำริด ซึ่งเริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 3,500 ปีก่อนคริสตกาล ทำจากทองแดงและดีบุก มนุษย์ยุคแรกใช้ทองสัมฤทธิ์เป็นเวลาหลายพันปีก่อนที่จะพัฒนาเตาหลอมที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อผลิตเครื่องมือเหล็กและ อาวุธ ชาวโรมันพัฒนาทองเหลืองเมื่อประมาณ 500 ปีก่อนคริสตกาล