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Os metais compõem a maioria da tabela periódica de elementos. Em seu estado puro, cada metal possui sua própria massa característica, ponto de fusão e propriedades físicas. A mistura de dois ou mais desses metais em uma mistura com um novo conjunto de propriedades forma uma liga, um metal composto que pode ter características surpreendentemente diferentes.
Composição química
Por definição, metais puros consistem em um único elemento. Amostras desses metais não contêm nada além de átomos de uma única substância metálica. As ligas contêm dois ou mais elementos ou ligas fundidas e misturadas, de modo que suas fórmulas químicas consistem em mais de um elemento. Por exemplo, o ferro puro de metal consiste apenas em átomos de ferro. O aço, uma liga de ferro e carbono, contém principalmente átomos de ferro com átomos de carbono isolados que lhe conferem força. A adição dos metais cromo ou molibdênio ao aço produz outra liga: o aço inoxidável.
Maleabilidade e Ductilidade
Uma razão pela qual os fabricantes combinam metais puros para formar ligas é alterar as propriedades físicas dos metais. Os metais puros podem ser muito macios para aguentar o uso regular, mas ligá-los os torna mais resistentes. Como um metal puro, o ouro se dobra e se estende com tanta facilidade que rapidamente se perde de forma se for formado em um anel e usado no dedo. Os fabricantes de joias ligam ouro puro com prata, cobre ou zinco para melhorar a durabilidade e rigidez dos metais. O ouro contribui com sua cor e resistência à corrosão; os outros metais contribuem com sua força. O resultado é um anel de ouro de 14 quilates que suporta o desgaste diário.
Reatividade
Em seu estado elementar natural, alguns metais puros reagem fortemente ao ambiente, oxidando e corroendo até que se tornem inutilizáveis. A mistura desses metais com metais menos reativos altera sua reatividade, prolongando a vida útil do item ligado. O aço inoxidável leva esse nome pelo fato de não enferrujar ou furar prontamente como faria uma ferramenta de ferro puro. A liga de metais é um meio de torná-los menos reativos e mais adequados às necessidades do fabricante.
Massa
Metais leves, como alumínio e titânio, reduzem a massa de metais puros com os quais se ligam. Essas ligas mais leves desempenham um papel vital na indústria aeroespacial, pois permitem que os fabricantes projetem e construam embarcações mais leves. Um caça a jato mais leve pode conter mais combustível, equipamentos e munições do que um pesado. As rodas de liga de alumínio diminuem o peso total do veículo, contribuindo para uma melhor milhagem do gás e adicionando velocidade à pista.
Tolerância térmica e ponto de fusão
Os metais de liga alteram sua tolerância térmica. Como eles consistem em dois ou mais metais puros, as ligas não têm um ponto de fusão único, mas, em vez disso, derretem em uma variedade de temperaturas. Sua estrutura molecular pode elevar a faixa geral de fusão do metal acima da de qualquer um de seus metais componentes. Aumentar a faixa de fusão de um metal tem implicações importantes para uso industrial e comercial. O SR-71 Blackbird, uma das aeronaves de reconhecimento tecnologicamente mais avançadas de seu tempo, contava com sua estrutura leve em liga de titânio para suportar o estresse térmico de seus voos supersônicos.