Стоманата е метална сплав, широко използвана в строителството поради своята здравина, достъпност и твърдост. Различните му форми се състоят почти изцяло от желязо, но също така съдържат елементите въглерод, манган, фосфор, сяра, силиций, а понякога и никел и хром. Стоманата се възползва от изключително стабилната атомна решетъчна структура на желязото с важен обрат.
Кристалната решетка
Желязото в своята твърда форма приема кристална структура, което означава просто, че атомите на желязото са подредени в правилен, повтарящ се модел, наречен решетка. Много решетки съществуват в природата, но желязото се предлага в една от двете форми - телесно-центриран куб, който съществува при по-високи температури, и лицево-центриран куб, неговата форма на стайна температура.
Ролята на въглерода
Добавянето на въглерод към течното желязо - обикновено в количества, вариращи от 0,035% до 3,5% от масата - променя това, което се случва, когато сместа се охлади до точката си на замръзване (приблизително 1500 ° C). Вместо да преминат от телесно-центрирана решетка към лице-центрирана решетка, железните атоми се установяват директно в последната. В същото време въглеродните атоми се настаняват в центъра на тези кубчета. Това в крайна сметка обяснява по-голямата издръжливост на стоманата в сравнение с чистото желязо.