Metallische Werkstoffe mit metallischen Eigenschaften werden oft durch zwei oder mehr Metallelemente gebildet oder metallbasierte Zugabe anderer nichtmetallischer Elemente durch Legierungsprozesse (Schmelzen, mechanisches Legieren, Sintern, Aufdampfen usw.) werden als Legierungen bezeichnet. Die Legierung darf jedoch nur ein Metallelement enthalten, beispielsweise Stahl. (Stahl ist der allgemeine Begriff für Ferrolegierungen mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,02 % und 2,00 Massen-%)
Hier müssen wir beachten, dass die Legierung keine allgemeine konzeptionelle Mischung oder auch nur eine reine Substanz ist, wie beispielsweise eine einphasige intermetallische Verbindungslegierung. Die zugesetzten Legierungselemente können feste Lösungen, Verbindungen bilden und endotherme oder exotherme Reaktionen hervorrufen, wodurch das Metall verändert wird. Die Natur der Matrix.
Die Bildung von Legierungen verbessert oft die Eigenschaften elementarer Elemente. Beispielsweise ist die Festigkeit von Stahl größer als die seines Hauptbestandteils Eisen. Die physikalischen Eigenschaften der Legierung, wie Dichte, Reaktivität, Young &-Modul, elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit, können den Bestandteilen der Legierung ähnlich sein, aber die Zugfestigkeit und Scherfestigkeit der Legierung hängen normalerweise mit den Eigenschaften der konstituierenden Elemente zusammen. mit großen Unterschieden. Dies liegt daran, dass die Anordnung der Atome in der Legierung und dem Element sehr unterschiedlich ist.
Eine geringe Menge eines bestimmten Elements kann einen großen Einfluss auf die Eigenschaften der Legierung haben. Beispielsweise können Verunreinigungen in ferromagnetischen Legierungen die Eigenschaften der Legierung verändern.
Im Gegensatz zu reinen Metallen haben die meisten Legierungen keinen festen Schmelzpunkt. Wenn die Temperatur innerhalb des Schmelztemperaturbereichs liegt, befindet sich die Mischung in einem Zustand der Koexistenz von fest und flüssig. Daher kann gesagt werden, dass der Schmelzpunkt der Legierung niedriger ist als der des Komponentenmetalls. Siehe eutektische Mischung. Unter den gängigen Legierungen ist Messing eine Legierung aus Kupfer und Zink; Bronze ist eine Legierung aus Zinn und Kupfer, die für Statuen, Ornamente und Kirchenglocken verwendet wird. Einige Währungen verwenden Legierungen (z. B. Nickellegierungen).