Les métaux constituent la majorité du tableau périodique des éléments. À l'état pur, chaque métal a sa propre masse caractéristique, son point de fusion et ses propriétés physiques. Mélanger deux ou plusieurs de ces métaux dans un mélange avec un nouvel ensemble de propriétés forme un alliage, un métal composite qui peut avoir des caractéristiques étonnamment différentes.

Par définition, les métaux purs consistent d'un seul élément. Les échantillons de ces métaux ne contiennent que des atomes d'une seule substance métallique. Les alliages contiennent deux ou plusieurs éléments ou alliages fondus et mélangés, de sorte que leurs formules chimiques comprennent plus d'un élément. Par exemple, le fer métallique pur se compose uniquement d'atomes de fer. L'acier, un alliage de fer et de carbone, contient principalement des atomes de fer avec des atomes de carbone isolés qui lui confèrent sa force. L'addition des métaux chrome ou molybdène à l'acier produit un autre alliage: l'acier inoxydable.

La malléabilité et la ductilité

L'une des raisons pour lesquelles les fabricants combinent des métaux purs pour former des alliages les métaux. Les métaux purs peuvent être trop mous pour résister à un usage régulier, mais les allier les rend plus durs. En tant que métal pur, l'or se plie et s'étire si facilement qu'il se déformerait rapidement s'il était formé en anneau et porté au doigt. Les fabricants de bijoux allient de l'or pur avec de l'argent, du cuivre ou du zinc pour améliorer la durabilité et la rigidité du métal. L'or apporte sa couleur et sa résistance à la corrosion; les autres métaux apportent leur force. Le résultat est une bague en or 14 carats qui résiste à l'usure quotidienne.

Réactivité

Dans leur état élémentaire naturel, certains métaux purs réagissent fortement avec leur environnement, s'oxydent et se corrodent jusqu'à devenir inutilisables. Le mélange de ces métaux avec des métaux moins réactifs modifie leur réactivité, prolongeant ainsi la durée de vie de l'article allié. L'acier inoxydable tire son nom du fait qu'il ne rouille pas facilement ou ne se fend pas comme un outil de fer pur. Alliage de métaux est un moyen de les rendre moins réactifs et plus adaptés aux besoins du fabricant.

Mass

Les métaux légers tels que l'aluminium et le titane réduisent la masse de métaux purs avec lesquels ils alliage . Ces alliages plus légers jouent un rôle essentiel dans l'industrie aérospatiale, car ils permettent aux fabricants de concevoir et de construire des bateaux plus légers. Un chasseur à réaction plus léger peut contenir plus de carburant, d'équipement et de munitions qu'un lourd. Les roues en alliage d'aluminium allègent le poids total d'un véhicule, contribuant ainsi à une meilleure consommation d'essence et à la vitesse sur circuit.

Tolérance thermique et point de fusion

Les métaux alliés modifient leur tolérance thermique. Comme ils sont constitués de deux métaux purs ou plus, les alliages n'ont pas de point de fusion unique, mais fondent plutôt sur une gamme de températures. Leur structure moléculaire peut augmenter la gamme globale de fusion du métal au-dessus de n'importe lequel de ses métaux composants. L'augmentation de la plage de fusion d'un métal a des implications importantes pour l'utilisation industrielle et commerciale. Le SR-71 Blackbird, l'un des avions de reconnaissance les plus avancés sur le plan technologique de l'époque, s'est appuyé sur son armature légère en alliage de titane pour résister à la contrainte thermique de ses vols supersoniques.