Метали складають більшість періодичної системи елементів. У чистому стані кожен метал має свою характерну масу, температуру плавлення та фізичні властивості. Змішування двох або більше з цих металів у суміші з новим набором властивостей утворює сплав - композитний метал, який може мати разюче різні характеристики.
Хімічний склад
За визначенням, чисті метали складаються з одного елемента. Зразки цих металів не містять нічого, крім атомів однієї металевої речовини. Сплави містять два або більше елементів або сплавів, розплавлених і змішаних між собою, тому їх хімічні формули складаються з більш ніж одного елемента. Наприклад, чисте металеве залізо складається лише з атомів заліза. Сталь, сплав заліза та вуглецю, містить переважно атоми заліза з ізольованими атомами вуглецю, які надають йому міцності. Додавання металів хрому або молібдену до сталі дає ще один сплав: нержавіючу сталь.
Ковкість і пластичність
Однією з причин того, що виробники поєднують чисті метали для утворення сплавів, є зміна фізичних властивостей металів. Чисті метали можуть бути занадто м’якими, щоб їх можна було регулярно використовувати, але їх сплав робить їх жорсткішими. Як чистий метал, золото згинається і розтягується настільки легко, що воно швидко виривається з форми, якщо його сформувати в кільце і надіти на палець. Виробники ювелірних виробів сплавляють чисте золото зі сріблом, міддю або цинком для поліпшення міцності та жорсткості металу. Золото сприяє своєму кольору та стійкості до корозії; інші метали вносять свою міцність. Результат - 14-каратне золоте кільце, яке витримує щоденний знос.
Реактивність
У своєму природному елементарному стані деякі чисті метали сильно реагують з навколишнім середовищем, окислюючись і піддаючись корозії, поки не стануть непридатними для використання. Змішування цих металів з менш реакційноздатними металами змінює їх реакційну здатність, продовжуючи термін служби легованого виробу. Нержавіюча сталь бере свою назву за те, що вона не іржавіє і не забивається так, як це робить інструмент із чистого заліза. Легування металів - це один із способів зробити їх менш реактивними та більш пристосованими до потреб виробника.
Маса
Легкі метали, такі як алюміній та титан, зменшують масу чистих металів, з якими вони легують. Ці легші сплави відіграють життєво важливу роль в аерокосмічній промисловості, оскільки дозволяють виробникам проектувати та будувати легкі судна. Легший реактивний винищувач може вмістити більше палива, обладнання та боєприпасів, ніж важкий. Алюмінієві легкосплавні колеса полегшують загальну вагу автомобіля, сприяючи кращому пробігу бензину та збільшуючи швидкість на іподромі.
Теплова толерантність і температура плавлення
Легування металів змінює їх термостійкість. Оскільки вони складаються з двох або більше чистих металів, сплави не мають єдиної точки плавлення, а натомість плавляться в діапазоні температур. Їх молекулярна структура може підняти загальний діапазон плавлення металу вище, ніж у будь-якого з його складових металів. Підвищення діапазону плавлення металу має важливі наслідки для промислового та комерційного використання. SR-71 Blackbird, один з найсучасніших у своєму роді розвідувальних літаків свого часу, покладався на свою легку раму з титанового сплаву, щоб витримати теплову напругу надзвукового звуку рейси.
