Vật liệu kim loại có đặc tính kim loại, thường được tạo thành bằng các quá trình hợp kim hóa (luyện kim, hợp kim cơ học, thiêu kết, lắng đọng hơi, v.v.) của hai hay nhiều nguyên tố kim loại hoặc các nguyên tố phi kim loại khác dựa trên kim loại, được gọi là hợp kim. Tuy nhiên, hợp kim có thể chỉ chứa một nguyên tố kim loại, chẳng hạn như thép. (Thép là thuật ngữ chung cho các hợp kim fero có hàm lượng cacbon từ 0.02 phần trăm đến 2.00 phần trăm theo khối lượng)
Ở đây chúng ta cần lưu ý rằng hợp kim không phải là một hỗn hợp theo khái niệm chung, hay thậm chí là một chất nguyên chất, chẳng hạn như hợp kim liên kim loại một pha. Các nguyên tố hợp kim được thêm vào có thể tạo thành các dung dịch rắn, hợp chất và tạo ra các phản ứng thu nhiệt hoặc tỏa nhiệt, do đó làm thay đổi tính chất của ma trận kim loại.
Sự hình thành hợp kim thường cải thiện tính chất của các nguyên tố nguyên tố, ví dụ, độ bền của thép lớn hơn độ bền của nguyên tố cấu thành chính của nó là sắt. Các tính chất vật lý của hợp kim, chẳng hạn như mật độ, khả năng phản ứng, mô đun Young, độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt, có thể giống với tính chất của các nguyên tố cấu thành hợp kim, nhưng độ bền kéo và độ bền cắt của hợp kim thường rất khác so với các tính chất vật lý khác. của các phần tử cấu thành. Điều này là do sự khác biệt lớn giữa sự sắp xếp các nguyên tử trong hợp kim và trong các chất đơn giản.
Một lượng nhỏ của một số nguyên tố có thể có ảnh hưởng lớn đến tính chất của hợp kim. Ví dụ, tạp chất trong hợp kim sắt từ có thể làm thay đổi tính chất của hợp kim.
Không giống như kim loại nguyên chất, hầu hết các hợp kim không có nhiệt độ nóng chảy cố định. Khi nhiệt độ nằm trong phạm vi nhiệt độ nóng chảy, hỗn hợp ở trạng thái cùng tồn tại rắn-lỏng. Vì vậy, có thể nói nhiệt độ nóng chảy của hợp kim thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của các kim loại cấu thành. Xem hỗn hợp eutectic. Trong số các hợp kim phổ biến, đồng thau là hợp kim của đồng và kẽm; Đồng là hợp kim của thiếc và đồng, được dùng làm tượng, đồ trang trí và chuông nhà thờ. Hợp kim (chẳng hạn như hợp kim niken) được sử dụng bằng tiền tệ của một số quốc gia.
