Una lega è una sostanza metallica che è costituita dalla miscela di più metalli o, a volte, un metallo con qualche altro elemento come il carbonio. Le leghe esistono da circa nove millenni, ma come la maggior parte degli altri campi della scienza e della tecnologia, la maggior parte dei progressi nella tecnologia delle leghe si è verificata negli ultimi decenni. In una lega, gli elementi costitutivi non sono destinati a combinarsi in molecole più grandi attraverso reazioni chimiche, ma sono semplicemente mescolati insieme. Quando ci sono rapporti diversi tra due o più metalli, le leghe prodotte hanno proprietà leggermente diverse.
Il primo metallo ad essere estratto dal minerale fu il rame. Poco dopo, è stato combinato con lo stagno per creare il bronzo più forte, che ha dominato la tecnologia umana per migliaia di anni. Questo periodo è ora chiamato età del bronzo.
Altri metalli mescolati con il rame per formare varianti più grezze del bronzo erano manganese, alluminio, silicio e fosforo. Coesistendo per molti anni con il bronzo fu il ferro più debole, che si decompone rapidamente in ruggine. Alla fine, le forze storiche fecero sì che il ferro soppiantasse il bronzo negli strumenti umani, inaugurando l’età del ferro intorno al 1000 a.C., sebbene questa data vari a seconda della civiltà e della regione considerate.
L’acciaio è un’altra delle leghe familiari. L’acciaio è ferro combinato con una piccola quantità (~2%) di carbonio, che fa la differenza in termini di forza e resistenza all’ossidazione. Sebbene ci siano prove dell’acciaio che risalgono a migliaia di anni fa, non è stato prodotto in serie fino al 1855. La chiave del potere dell’acciaio è il modo in cui il carbonio disturba la disposizione dei cristalli altrimenti regolare nel ferro, rendendo gli strati di cristallo suscettibili di scivolare oltre uno un altro.
L’ottone, un metallo decorativo utilizzato per realizzare molti strumenti musicali, è il nome dato a una collezione di leghe di rame/zinco. I piatti usati nelle percussioni sono una lega di rame e stagno, come il bronzo. L’oro e l’argento utilizzati in gioielleria non sono oro puro o argento, ma sono tipicamente leghe contenenti una piccola percentuale di rame o altri metalli. La saldatura utilizzata nell’elettronica è fatta di piombo e stagno. Il processo di estrazione del ferro dal minerale dà origine a leghe che contengono quantità variabili di carbonio, tra cui ferro battuto, ghisa e ghisa. L’acciaio inossidabile, utilizzato nella costruzione di grattacieli, posate e altri oggetti, contiene cromo, che lo rende altamente resistente all’ossidazione.
Quando le leghe vengono miscelate a temperature diverse, risultano proprietà diverse: a temperature più elevate i metalli vengono miscelati più finemente, mentre a temperature più basse sono più eterogenei. Le leghe di solito non si sciolgono tutte in una volta se esposte al calore, ma formano piuttosto una zuppa piena di pezzi di metallo che hanno un punto di fusione più alto.