合金
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合金（ごうきん、Alloy）とは、金属元素に、1種類以上の金属元素または非金属元素を意識的に添加することによって構成される物質のうち、金属的性質を持つものの総称である。【通常使用する金属はわずかな不純物を含む。しかし、意識的に添加しない不純物についてを合金元素としては考えない。】合金製造の目的は、単純な金属では引き出しえなかった性質が具現され、特に鉄合金はその多彩な種類で他合金を圧倒し、鋼（はがね）とも呼ばれる。

例えば、黄銅は銅（金属元素）と亜鉛（金属元素）の合金で、鋼は鉄を主体とした合金という意味がある。しかし鋼の場合、過剰あるいは僅少な炭素添加のものは歴史的に鋳鉄、純鉄と呼ばれる。鋼の原義は0.6mass%を中心にその前後の炭素量のものを鋼（刃金）と呼び、金属組織的にはマルテンサイト構造と呼ばれるものであったが、ステンレス鋼（「こう」と呼ぶ。単純に「鋼」であれば「はがね」と呼び、「〜鋼」となっている場合「〜こう」と呼ぶ。）が開発されるにあたり、炭素を必須とした合金以外でも鋼と呼ばれるようになった。しかしこれは鉄を主体とした合金であることには変わりなく、鉄含有量が50%以下になると、鉄が含有されているものでも鋼ではなく合金と呼ばれる。このように歴史的紆余曲折があり鋼の定義は難しいものになっている。

金属の固溶体や、金属間化合物なども合金の範疇に含まれる。主要成分元素の数が2つなら2元合金、3つなら3元合金、4つなら4元合金･･･と呼ぶ。主体となる金属によって、合金鋼、銅合金、ニッケル合金･･･と呼ぶ。合金の作製方法には、単純に数種類の金属を溶かして混ぜ合わせる鋳造法や、近年開発されたボールミル装置を使用したメカニカルアロイングなどがある。合金の生成判断ができやすいようにと、さまざまな合金の状態図が作成されている。特に、鋼に関するFe-C系状態図は有名である。

目次 [非表示]
1 合金化の目的と概要
1.1 機械的強度の改善（析出硬化・他）
1.2 耐食性の向上
1.3 融点の低下
2 関連項目
3 合金の種類（合金名索引）



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合金化の目的と概要
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機械的強度の改善（析出硬化・他）
一般に純金属は弾性限界（永久変形が生じる応力）が小さい。というのは通常の金属結晶は不完全な部分（転位）を含んでおり、転位の移動による変形が小さな応力でおこりやすいためである。合金化によって、結晶を構成する金属元素と大きさの違う金属元素に置換させたり、結晶のなかに小さな元素を侵入させたりして、結晶のひずみを作ることによって、転位の移動をしにくくして機械的強度（硬さ、引張り強度）を向上させることができる。ジュラルミン・鋼などの合金がその例である。鋼などの機械的強度の改善の主流は、マルテンサイトという特殊な組織変化を熱処理により起こし最大５倍以上強化するが、これも合金化で達成される好例である。鋼は幅広い産業に大量に用いられる用途なので合金化による強度改善の効果の総量は計り知れないものがあり、熱処理前は比較的加工がし易いことも産業界へ多大な寄与をする。熱処理により鋼より強度増幅効果をもつ固体を人類は未だ知らない。

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耐食性の向上
金属元素のなかには、Crのように、その酸化物が、皮膜（不動態）を作り内部までの酸化の進行を防ぐ性質をもつものがあり、それらの金属の添加により耐食性のある合金とすることが行われる。ステンレスが例である。

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融点の低下
共晶をつくる合金Sn−Pbでは、それぞれの単独の金属の融点に比べて合金の融点を下げることができ、より低融点の金属をえることができる。