"...в медь некрушимую ввергнул"

... И что же получилось, когда сплав застыл? Как устроились в нем союзники?

Взаимодействия между составными частями сплавов очень разнообразны. Если посмотреть в микроскоп на подшипниковый сплав меди, свинца и сурьмы, то все компоненты его довольно четко обособлены - они образуют самостоятельные зерна-кристаллики. Такой сплав называют механической смесью.

Совсем иная картина в случае с латунью. Здесь даже в самый сильный микроскоп невозможно увидеть зерна меди и цинка - их попросту нет, потому что атомы компонентов перемешаны, медь и цинк растворились друг в друге. Это - твердый раствор. Медь образует твердые растворы со многими металлами. В жидкой меди может раствориться сколько угодно никеля, цинка, олова, а вот свинца - только вполне определенное количество, да и то лишь при очень высокой температуре.

Мы знаем, что атомы имеют различные размеры. Если разница невелика (до пятнадцати процентов), а тип кристаллической решетки металлов одинаков, то атомы одного металла легко замещают родственные атомы другого в любом месте кристаллической решетки. Такие растворы называют растворами замещения, например сплав меди с никелем. Бывают и так называемые твердые растворы внедрения, когда атомы растворителя гораздо больше атомов растворенного металла.

Но все это лишь наиболее распространенные структуры сплавов. Между ними есть множество переходных форм. В одном и том же сплаве алюминия с медью зоны твердого раствора могут перемежаться участками химического соединения этих элементов, образующими совершенно новую кристаллическую решетку. Чтобы представить, сколь разительно влияют подобные неоднородности на свойства сплава в целом, можно привести такой пример. Химическое соединение из чрезвычайно мягких в отдельности меди и алюминия легко царапает поверхность стекла!