legeringsämnen

Legeringsämnen är ämnen som tillsätts ett basmaterial, oftast ett metalliskt grundämne, för att förändra materialets egenskaper. Genom att blanda in mindre mängder av ett eller flera andra element kan legeringar få ökad styrka, hårdhet, formbeständighet, korrosionsmotstånd, värmebeständighet eller svetsbarhet. Legeringarna kan bildas genom lösning i fasta fasen, bildning av nya faser eller genom precipitationshärtning, och materialens struktur kan justeras genom bearbetning och värmebehandling.

Hur legeringar fungerar grundas ofta i två mekanismer: lösningar där främmande atomer löser sig i basmetallen och förstärkningar där små faser bildas som hindrar dislokationsrörelser. Precipitationshärtning och grain refining är vanliga sätt att öka styrka utan att göra materialet alltför sprött. Valet av legeringsämnen styrs av krav på styrka, vikt, temperaturtålighet, formbarhet och korrosionsmotstånd.

Vanliga legeringsämnen och deras effekter inkluderar kol (C), som i stål ökar styrka och hårdhet men kan minska duktilitet och svetsbarhet; krom (Cr), som ökar korrosionsmotståndet i rostfria stål; nickel (Ni), som förbättrar duktilitet och korrosionsbeständighet vid låga temperaturer; vanadin (V) och molybden (Mo) som höjer hållfastheten och slitstyrkan; titan (Ti) som bidrar till hög styrka och låg vikt i vissa legeringar. Aluminium (Al) legeras ofta med magnesium (Mg) och silikon (Si) för lätta, starka aluminiumlegeringar; koppar (Cu) ger styrka och god svetsbarhet i mässing (Cu-Zn) och brons (Cu-Sn).

Användningsområdena speglar ofta legeringarnas egenskaper: stål och rostfritt stål i bygg, verktyg och industri; aluminiumlegeringar i luftfart, bil- och elektroniksektorn; kopparlegeringar i elektriska tillämpningar och maskinkomponenter; titanlegeringar i flyg- och medicintekniska sammanhang.