合金材料は、2つ以上の金属要素、または金属および非金属要素の組み合わせ、または他の手段によって溶けて混合することによって形成されます。得られた材料は、金属の特性をまだ保持しています。これらの特性は、主に次の側面に反映されています。
強度と硬度の両方が非常に高くなっています。固体溶液の強化や分散強化などの方法により、合金は材料の強度と硬度を大幅に向上させることができます。たとえば、鉄炭素合金である鋼は、純粋な鉄よりもはるかに高い強度を持っています。 2024-T6モデルなどのアルミニウム合金もあり、その強度は一部の鋼の強度に匹敵します。
また、丈夫さも良好です。チタン合金などの一部の合金は、衝撃力を吸収し、壊れる可能性が低い特に良好な靭性を持ちながら、高強度を維持します。
- 耐摩耗性：炭化物などの合金の硬い相は、材料の耐摩耗性を高め、長持ちすることができます。たとえば、タングステンやモリブデンなどの要素を含む高速鋼は、しばしば切削工具を作るために使用されます。
形状記憶合金：ニチノールとしても知られるニッケルチタン合金は、温度が変化するときに以前に設定された形状に戻ることができます。ステントやスマート構造などの医療機器に適用されます。
超伝導合金：ニオビウムチタン合金は、低温環境で超伝導を達成できます。それらは、核磁気共鳴イメージング（MRI）および粒子加速器で使用されます。
- 優れた生体適合性：Ti-6AL-4Vなどのチタン合金は、人間の組織とうまく仲良くなる可能性があるため、人工関節や歯科インプラントで広く使用されています。
- 密度の低下：アルミニウム合金の密度は鋼の3分の1のみであり、マグネシウム合金はさらに軽量です。これにより、車や航空機の重量を大幅に削減できるため、燃料効率が高くなります。
- 高い特異的強度：炭素繊維強化複合材料は、従来の合金ではありませんが、合金と複合材料の利点を組み合わせて、航空宇宙分野の軽量化の究極を達成します。
- 環境腐食に対する強い耐性：ステンレス鋼には、クロムやニッケルなどの要素が含まれています。クロムやニッケルは、crouso₃のような密な酸化物膜を形成し、さらなる腐食を防ぎます。海洋産業や化学産業などの過酷な環境で広く使用されています。
- 高温酸化抵抗：インコネル718などのニッケルベースの超合金は、高温で安定した酸化物層を形成し、酸化から内側の基質を保護できます。それらは、エアロエンジンで特に広く使用されています。
