Kémiai összetétel
Definíció szerint a tiszta fémek egyetlen elemből állnak. Ezeknek a fémeknek a mintái nem tartalmaznak mást, mint egyetlen fémes anyag atomjait. Az ötvözetek két vagy több elemet vagy ötvözetet tartalmaznak megolvasztva és összekeverve, így kémiai képleteik egynél több elemből állnak. Például a tiszta fémvas csak vasatomokból áll. Az acél, a vas és a szén ötvözete, többnyire vasatomokat tartalmaz izolált szénatomokkal, amelyek erőt adnak neki. A króm vagy molibdén fémek acélhoz való hozzáadásával egy másik ötvözet is keletkezik: rozsdamentes acél.
Képlékenység és hajlékonyság
Az egyik oka annak, hogy a gyártók tiszta fémeket kombinálnak ötvözetek előállítására, az az, hogy megváltoztatják a fémek fizikai tulajdonságait. A tiszta fémek túl puhák lehetnek ahhoz, hogy elviseljék a rendszeres használatot, de az ötvözésük keményebbé teszi őket. Tiszta fémként az arany olyan könnyen hajlik és nyúlik, hogy ha gyűrűvé formálnák és ujjon hordnák, gyorsan kiszakadna a formájából. Az ékszergyártók a tiszta aranyat ezüsttel, rézzel vagy cinkkel ötvözik, hogy javítsák a fém tartósságát és merevségét. Az arany hozzájárul színéhez és korrózióállóságához; a többi fém hozzájárul az erősségükhöz. Az eredmény egy 14-karátos aranygyűrű, amely ellenáll a mindennapi viseletnek.
Reakcióképesség
Egyes tiszta fémek természetes elemi állapotukban erős reakcióba lépnek környezetükkel, oxidálódnak és korrodálódnak, amíg használhatatlanná válnak. Ha ezeket a fémeket kevésbé reakcióképes fémekkel keveri, megváltozik a reakcióképességük, meghosszabbítva az ötvözött cikk élettartamát. A rozsdamentes acél onnan kapta a nevét, hogy nem rozsdásodik vagy kátyúdik úgy, ahogyan egy tiszta vas szerszám tenné. A fémek ötvözése az egyik módja annak, hogy kevésbé reagáljanak, és jobban megfeleljenek a gyártó igényeinek.
Tömeg
A könnyűfémek, például az alumínium és a titán csökkentik az általuk ötvözött tiszta fémek tömegét. Ezek a könnyebb ötvözetek létfontosságú szerepet játszanak a repülőgépiparban, mivel lehetővé teszik a gyártók számára, hogy könnyebb járműveket tervezzenek és építsenek. Egy könnyebb sugárhajtású vadászgép több üzemanyagot, felszerelést és lőszert tud tárolni, mint egy nehéz. Az alumínium könnyűfém keréktárcsák csökkentik a jármű össztömegét, hozzájárulva a jobb üzemanyaggal való futásteljesítményhez és növelve a sebességet a versenypályán.
Hőtűrés és olvadáspont
A fémek ötvözése megváltoztatja a hőtűrő képességüket. Mivel két vagy több tiszta fémből állnak, az ötvözetek nem rendelkeznek egyetlen olvadásponttal, hanem több hőmérséklet-tartományban megolvadnak. Molekulaszerkezetük a fém teljes olvadáspontját bármely alkotóeleme fölé emelheti. A fém olvadási tartományának növelése fontos következményekkel jár az ipari és kereskedelmi használatra. Az SR-71 Blackbird, korának egyik legfejlettebb felderítő repülőgépe, könnyű titánötvözet vázára támaszkodott, hogy ellenálljon a szuperszonikus repülések hőterhelésének.
