Een legering is een mengsel van twee of meer chemische stoffen (waarvan er ten minste één een metaal is) met metaalachtige eigenschappen. Het wordt over het algemeen verkregen door de afzonderlijke componenten tot een homogene vloeistof te 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 een vaste oplossing bestaat uit één fase, terwijl sommige legeringen in oplossing twee of meer fasen bevatten. De verdeling kan uniform zijn of niet, afhankelijk van de temperatuurverandering tijdens het afkoelingsproces 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 eigenschappen hebben die beter zijn dan die van zuivere metalen. Voorbeelden van legeringen zijn staal, soldeer, messing, tin, fosforbrons, amalgaam en dergelijke.
De samenstelling van de legering wordt over het algemeen berekend aan de hand van de massaverhouding. Legeringen kunnen worden onderverdeeld in substitutie- 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 staal bijvoorbeeld sterker dan het hoofdbestanddeel, ijzer. De fysische eigenschappen van een legering, zoals dichtheid, reactiviteit, Youngs modulus, elektrische en thermische geleidbaarheid, kunnen vergelijkbaar zijn met die van de samenstellende elementen, maar de treksterkte en schuifsterkte van een legering zijn doorgaans heel anders dan die van de afzonderlijke elementen. Dit komt doordat de atoomstructuur in een legering sterk verschilt van die in een enkele stof. Zo ligt het smeltpunt van een legering bijvoorbeeld lager dan dat van de metalen waaruit de legering is opgebouwd, omdat de atoomstralen van de verschillende metalen verschillen en het daardoor 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. Onzuiverheden in ferromagnetische legeringen kunnen bijvoorbeeld 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 vaste en vloeibare coëxistentie. Daarom kan worden gezegd dat het smeltpunt van de legering lager is dan dat van de samenstellende metalen. Zie eutectisch mengsel.
Tot de meest voorkomende legeringen behoort messing, een legering van koper en zink; brons, een legering van tin en koper, wordt vaak gebruikt in beelden, sieraden en kerkklokken. Legeringen (zoals nikkellegeringen) worden in sommige landen gebruikt als betaalmiddel.
Een legering is een oplossing, zoals staal, waarbij ijzer het oplosmiddel is en koolstof de opgeloste stof.