Les matériaux métalliques avec des caractéristiques métalliques sont souvent formés par deux ou plusieurs éléments métalliques ou l'ajout à base de métal d'autres éléments non métalliques par des procédés d'alliage (fusion, mécano-alliage, frittage, dépôt en phase vapeur, etc.) sont appelés alliages. Mais l'alliage ne peut contenir qu'un seul élément métallique, tel que l'acier. (L'acier est le terme général pour les ferroalliages dont la teneur en carbone est comprise entre 0,02% et 2,00% en masse)
Ici, nous devons noter que l'alliage n'est pas un mélange conceptuel général, ni même une substance pure, telle qu'un alliage composé intermétallique monophasique. Les éléments d'alliage ajoutés peuvent former des solutions solides, des composés et produire des réactions endothermiques ou exothermiques, modifiant ainsi le métal. La nature de la matrice.
La formation d'alliages améliore souvent les propriétés des éléments élémentaires. Par exemple, la résistance de l'acier est supérieure à celle de son principal élément constitutif, le fer. Les propriétés physiques de l'alliage, telles que la densité, la réactivité, le module de Young's, la conductivité électrique et la conductivité thermique, peuvent être similaires aux éléments constitutifs de l'alliage, mais la résistance à la traction et au cisaillement de l'alliage sont généralement liés aux propriétés des éléments constitutifs. avec de grandes différences. En effet, la disposition des atomes dans l'alliage et l'élément est très différente.
Une petite quantité d'un certain élément peut avoir une grande influence sur les propriétés de l'alliage. Par exemple, les impuretés dans les alliages ferromagnétiques peuvent modifier les propriétés de l'alliage.
Contrairement aux métaux purs, la plupart des alliages n'ont pas de point de fusion fixe. Lorsque la température se situe dans la plage de température de fusion, le mélange est dans un état de coexistence de solide et de liquide. Par conséquent, on peut dire que le point de fusion de l'alliage est inférieur à celui du métal composant. Voir mélange eutectique. Parmi les alliages courants, le laiton est un alliage de cuivre et de zinc ; le bronze est un alliage d'étain et de cuivre, utilisé pour les statues, les ornements et les cloches d'église. Certaines devises utilisent des alliages (comme les alliages de nickel).