Een legering is een mengsel van twee of meer chemische stoffen (waarvan er ten minste één een metaal is) met metaalachtige eigenschappen. Het wordt meestal verkregen door elke component tot een uniforme vloeistof te laten smelten en deze vervolgens te condenseren.
Legeringen kunnen ten minste één van de volgende drie typen zijn: een eenfasige vaste oplossing van elementen, een mengsel van meerdere metaalfasen, of een intermetallische verbinding van metalen. De microstructuur van legeringen in vaste oplossing heeft één fase, terwijl sommige legeringen in oplossing twee of meer fasen hebben. De verdeling kan al dan niet gelijkmatig zijn, afhankelijk van de temperatuurverandering tijdens het afkoelen van het materiaal. Intermetallische verbindingen bestaan ​​doorgaans uit een legering of zuiver metaal omgeven door een ander zuiver metaal.
Legeringen worden in bepaalde toepassingen gebruikt omdat ze bepaalde eigenschappen hebben die beter zijn dan die van zuivere metaalelementen. Voorbeelden van legeringen zijn staal, soldeer, messing, tin, fosforbrons, amalgaam en dergelijke.
De samenstelling van de legering wordt over het algemeen berekend op basis van de massaverhouding. Legeringen kunnen worden onderverdeeld in substitutielegeringen of interstitiële legeringen op basis van hun atomaire samenstelling, en kunnen verder worden onderverdeeld in homogene fasen (slechts één fase), heterogene fasen (meer dan één fase) en intermetallische verbindingen (er is geen duidelijk verschil tussen de twee fasen). [2]
overzicht
De vorming van legeringen verandert vaak de eigenschappen van elementaire stoffen. Zo is de sterkte van staal groter dan die van het hoofdbestanddeel, ijzer. De fysische eigenschappen van een legering, zoals dichtheid, reactiviteit, Young's modulus, elektrische en thermische geleidbaarheid, kunnen vergelijkbaar zijn met die van de samenstellende elementen van de legering, maar de treksterkte en schuifsterkte van de legering zijn meestal gerelateerd aan de eigenschappen van de samenstellende elementen. Dit komt doordat de rangschikking van atomen in een legering sterk verschilt van die in een enkele stof. Het smeltpunt van een legering is bijvoorbeeld lager dan het smeltpunt van de metalen waaruit de legering bestaat, omdat de atoomstralen van verschillende metalen verschillen, waardoor het moeilijk is om een ​​stabiel kristalrooster te vormen.
Een kleine hoeveelheid van een bepaald element kan een grote invloed hebben op de eigenschappen van de legering. Zo kunnen onzuiverheden in ferromagnetische legeringen de eigenschappen van de legering veranderen.
In tegenstelling tot zuivere metalen hebben de meeste legeringen geen vast smeltpunt. Wanneer de temperatuur binnen het smelttemperatuurbereik ligt, bevindt het mengsel zich in een toestand van coëxistentie van vaste en vloeibare stoffen. Daarom kan worden gesteld dat het smeltpunt van de legering lager is dan dat van de samenstellende metalen. Zie eutectisch mengsel.
Van de meest voorkomende legeringen is messing een legering van koper en zink; brons is een legering van tin en koper en wordt vaak gebruikt in beelden, ornamenten en kerkklokken. Legeringen (zoals nikkellegeringen) worden in sommige landen gebruikt in de valuta.
Een legering is een oplossing, zoals staal, ijzer is het oplosmiddel en koolstof is de opgeloste stof.