Legering
En legering är en enhetlig blandning. Den består av två eller flera kemiska grundämnen, varav minst ett är en metall. En legering har andra egenskaper än de metaller som den består av.
De flesta legeringar tillverkas genom att smälta metallerna, blanda dem medan de är flytande för att bilda en lösning och sedan låta dem svalna och bli fasta igen.
Astrolabb av mässingslegering (koppar och zink).
Teori
En ren metall som kombineras med en eller flera andra metaller eller icke-metaller blir ofta bättre. Stål är till exempel en legering av järn, men det är starkare än järn. Fysiska egenskaper som densitet, reaktivitet och elektrisk och termisk (värme) ledningsförmåga skiljer sig kanske inte så mycket från de element (ämnen) som ingår i legeringen. Men egenskaper som styrka kan vara mycket olika.
Den första legeringen som upptäcktes var brons. Brons tillverkas av koppar och tenn. Brons upptäcktes för mycket länge sedan under den förhistoriska perioden. Då användes brons för att tillverka verktyg och vapen. Denna period var känd som bronsåldern. Men senare upptäcktes bättre legeringar som ersatte brons för att tillverka verktyg och vapen. Nu används brons för att tillverka prydnadsföremål, statyer och klockor. Mässing är en annan legering av koppar och zink.
Smältpunkten är den temperatur vid vilken ett fast ämne övergår till vätska. De flesta legeringar har inte en enda smältpunkt. De har ett smältområde där legeringen är en blandning av fasta och flytande stadier. Den temperatur vid vilken smältningen precis börjar kallas solidus och den temperatur vid vilken smältningen precis är avslutad kallas liquidus.
Termer relaterade till legeringar
Med legering avses en blandning av atomer där huvudämnet eller den primära beståndsdelen är en metall. Denna primära metall kallas bas eller matris.
Om en legering har endast två typer av atomer, som koppar-nickel-legering, kallas den binära legeringen. Om en legering har tre typer av atomer, som järn, nickel och krom, kallas den för en ternär legering. En legering med fyra typer av atomer kallas en kvartär legering och en legering med fem typer av atomer kallas en binär legering.
Olika sorters eller former av legeringar kan tillverkas av samma beståndsdelar (ämnen som legeringen bildas av). Dessa olika former eller sorter kan bildas genom att använda olika mängder av beståndsdelarna. Hela spektrumet av möjliga varianter av en legering kallas ett system. Alla former av legeringar med endast två beståndsdelar kallas ett binärt system. Alla former av en legering som har tre beståndsdelar kallas ett ternärt system.
Några vanliga legeringar
Det finns några vanliga legeringar:
- Mässing består av 35 % zink och 65 % koppar och används till musikinstrument, smycken, kranar och dekorativa beslag.
- Rostfritt stål består till största delen av järn, plus mer än 11 % krom och olika mängder nickel och kol och används till bords- och köksredskap samt kirurgiska verktyg.
- Stål består av 99 % järn och 1 % kol och används till verktyg, bilkarosserier, maskiner, balkar och skenor.
- Brons består mestadels av koppar och lite tenn och används för båtbeslag, skruvar och grillarbeten.
- Alnico är en blandning av aluminium, nickel och kobolt och används för att tillverka permanentmagneter.
Frågor och svar
F: Vad är en legering?
S: En legering är en enhetlig blandning som består av två eller flera kemiska grundämnen, varav minst ett är en metall.
F: Varför har legeringar andra egenskaper än de metaller de är gjorda av?
S: Legeringar har olika egenskaper eftersom de består av en blandning av olika metaller och ibland icke-metaller, vilket kan förbättra eller förändra deras egenskaper.
F: Hur tillverkas de flesta legeringar?
S: De flesta legeringar tillverkas genom att man smälter metallerna, blandar dem medan de är flytande för att bilda en lösning och sedan låter dem svalna och bli fasta igen.
F: Vad är syftet med att tillverka legeringar?
S: Syftet med att göra legeringar kan vara att förbättra eller förändra metallers egenskaper, t.ex. styrka, hårdhet, hållbarhet eller korrosionsbeständighet.
F: Kan legeringar även innehålla icke-metaller?
S: Ja, legeringar kan förutom metaller även innehålla icke-metaller.
F: Tillverkas alla legeringar genom att smälta metaller och blanda dem?
S: Ja, de flesta legeringar tillverkas genom att man smälter metaller och blandar dem, även om det finns vissa undantag, t.ex. metalliska glas i bulk.
F: Hur kan egenskaperna hos legeringar skilja sig från de metaller de är gjorda av?
S: Legeringars egenskaper kan skilja sig från de metaller de är gjorda av eftersom blandning av två eller flera metaller kan ändra deras kristallstruktur, elektronarrangemang eller storleken på deras atomer, vilket leder till olika fysiska, mekaniska eller kemiska egenskaper.
