Composizione chimica
Per definizione, i metalli puri sono costituiti da un unico elemento. I campioni di questi metalli non contengono altro che atomi di un'unica sostanza metallica. Le leghe contengono due o più elementi o leghe fusi e miscelati insieme, quindi le loro formule chimiche sono costituite da più di un elemento. Ad esempio, il ferro metallico puro è costituito solo da atomi di ferro. L'acciaio, una lega di ferro e carbonio, contiene principalmente atomi di ferro con atomi isolati di carbonio che gli conferiscono resistenza. L'aggiunta dei metalli cromo o molibdeno all'acciaio produce ancora un'altra lega: l'acciaio inossidabile.
Malleabilità e duttilità
Uno dei motivi per cui i produttori combinano metalli puri per formare leghe è quello di modificare le proprietà fisiche dei metalli. I metalli puri possono essere troppo morbidi per resistere all'uso regolare, ma la loro lega li rende più resistenti. In quanto metallo puro, l'oro si piega e si allunga così facilmente che si deformerebbe rapidamente se fosse trasformato in un anello e indossato al dito. I produttori di gioielli uniscono oro puro con argento, rame o zinco per migliorare la durevolezza e la rigidità del metallo. L'oro contribuisce con il suo colore e la sua resistenza alla corrosione; gli altri metalli contribuiscono con la loro resistenza. Il risultato è un anello in oro da 14- carati che resiste all'uso quotidiano.
Reattività
Nel loro stato elementare naturale, alcuni metalli puri reagiscono fortemente con l'ambiente circostante, ossidandosi e corrodendosi fino a diventare inutilizzabili. La miscelazione di questi metalli con metalli meno reattivi modifica la loro reattività, prolungando la durata dell'oggetto in lega. L'acciaio inossidabile prende il nome dal fatto che non arrugginisce o si corrode facilmente come farebbe un utensile in ferro puro. La lega di metalli è un modo per renderli meno reattivi e più adatti alle esigenze del produttore.
Massa
I metalli leggeri come l'alluminio e il titanio riducono la massa dei metalli puri con cui si legano. Queste leghe più leggere svolgono un ruolo fondamentale nell’industria aerospaziale, poiché consentono ai produttori di progettare e costruire imbarcazioni più leggere. Un caccia più leggero può contenere più carburante, equipaggiamento e ordigni di uno pesante. I cerchi in lega di alluminio alleggeriscono il peso complessivo del veicolo, contribuendo a migliorare il consumo di carburante e ad aumentare la velocità in pista.
Tolleranza termica e punto di fusione
I metalli in lega modificano la loro tolleranza termica. Poiché sono costituite da due o più metalli puri, le leghe non hanno un unico punto di fusione, ma fondono in un intervallo di temperature. La loro struttura molecolare può aumentare l'intervallo di fusione complessivo del metallo al di sopra di quello di qualsiasi metallo componente. L’aumento dell’intervallo di fusione di un metallo ha importanti implicazioni per l’uso industriale e commerciale. L'SR-71 Blackbird, uno degli aerei da ricognizione tecnologicamente più avanzati del suo tempo, faceva affidamento sul suo leggero telaio in lega di titanio per resistere allo stress termico dei suoi voli supersonici.
