化学組成
定義上、純金属は単一の元素から構成されます。これらの金属のサンプルには、単一の金属物質の原子しか含まれていません。合金には 2 つ以上の元素、または溶解して混合された合金が含まれているため、その化学式は複数の元素から構成されます。たとえば、純金属の鉄は鉄原子のみから構成されます。鉄と炭素の合金である鋼鉄は、主に鉄原子と、強度を与える孤立した炭素原子から構成されています。鋼鉄にクロムやモリブデンなどの金属を加えると、さらに別の合金、ステンレス鋼が生成されます。
展性と延性
メーカーが純金属を混ぜて合金を作る理由の 1 つは、金属の物理的特性を変えるためです。純金属は柔らかすぎて日常的な使用に耐えられないかもしれませんが、合金にすると強度が増します。純金属の金は簡単に曲がったり伸びたりするので、指輪にして指にはめるとすぐに形が崩れてしまいます。ジュエリーメーカーは純金を銀、銅、亜鉛と合金にして、金属の耐久性と剛性を高めます。金は色と耐腐食性に貢献し、他の金属は強度に貢献します。その結果、日常的な着用に耐える 14- カラットの金の指輪が完成します。
反応性
天然元素の状態では、一部の純金属は周囲のものと強く反応し、酸化や腐食を起こして使用できなくなります。これらの金属を反応性の低い金属と混合すると、反応性が変わり、合金製品の寿命が延びます。ステンレス鋼は、純鉄の工具のように錆びたり穴が開いたりしないという事実からその名が付けられました。金属を合金化することは、金属の反応性を低くし、製造業者のニーズにより適したものにするための 1 つの方法です。
質量
アルミニウムやチタンなどの軽金属は、合金化する純金属の質量を減らします。これらの軽量合金は、製造業者がより軽量の航空機を設計および製造できるようにするため、航空宇宙産業で重要な役割を果たします。軽量のジェット戦闘機は、重量のある戦闘機よりも多くの燃料、装備、兵器を搭載できます。アルミニウム合金ホイールは、車両全体の重量を軽くし、燃費の向上とレーストラックでのスピードアップに貢献します。
耐熱性と融点
金属を合金化すると、その耐熱性が変わります。合金は 2 種類以上の純金属で構成されているため、単一の融点はなく、さまざまな温度で溶けます。合金の分子構造により、金属全体の融点が、その構成金属のいずれかよりも高くなることがあります。金属の融点が高ければ、工業および商業用途に重要な影響があります。当時最も技術的に進歩した偵察機の 1 つであった SR-71 ブラックバードは、超音速飛行の熱応力に耐えるために軽量チタン合金フレームを採用していました。
