التركيب الذري للصلب

الصلب هو سبيكة معدنية تستخدم على نطاق واسع في البناء بسبب قوتها وقدرتها على تحمل التكاليف وصلابتها. تتكون أشكاله المختلفة تقريبًا من الحديد ، ولكنها تحتوي أيضًا على عناصر الكربون والمنغنيز والفوسفور والكبريت والسيليكون وأحيانًا النيكل والكروم. يستفيد الفولاذ من البنية الشبكية الذرية عالية الثبات للحديد ، مع تطور مهم.

يفترض الحديد ، في شكله الصلب ، بنية بلورية ، مما يعني ببساطة أن ذرات الحديد مرتبة في نمط منتظم متكرر يسمى الشبكة. توجد العديد من المشابك في الطبيعة ، لكن الحديد يأتي في أحد شكلين - المكعب المتمركز حول الجسم ، والذي يوجد في درجات حرارة أعلى ، والمكعب المتمركز على الوجه ، وهو شكل درجة حرارة الغرفة.

تؤدي إضافة الكربون إلى الحديد السائل - عادةً بكميات تتراوح من 0.035٪ إلى 3.5٪ بالكتلة - إلى تغيير ما يحدث عندما يبرد الخليط إلى نقطة التجمد (حوالي 1500 درجة مئوية). بدلاً من التحول من كونه شبكة متمركزة حول الجسم إلى أن تصبح شبكة متمركزة على الوجه ، تستقر ذرات الحديد مباشرة في الأخير. في الوقت نفسه ، تستقر ذرات الكربون في وسط هذه المكعبات. وهذا يفسر في النهاية المتانة الأكبر للفولاذ مقارنة بالحديد النقي.