L'acier est un alliage métallique largement utilisé dans la construction en raison de sa résistance, son prix abordable et sa dureté. Ses diverses formes sont presque entièrement constituées de fer, mais contiennent également les éléments carbone, manganèse, phosphore, soufre, silicium et parfois nickel et chrome. L'acier tire parti de la structure en treillis atomique hautement stable du fer, avec une torsion importante.
Le réseau de cristal
Le fer, sous sa forme solide, prend une structure cristalline, ce qui signifie simplement que les atomes de fer sont disposés selon un motif régulier et répétitif appelé réseau. De nombreux réseaux existent dans la nature, mais le fer se présente sous l'une des deux formes suivantes: le cube centré sur le corps, qui existe à des températures plus élevées, et le cube centré sur la face, sa forme à température ambiante.
Le rôle du carbone
L'ajout de carbone au fer liquide - généralement dans des quantités allant de 0,035% à 3,5% en masse - change ce qui se passe lorsque le mélange refroidit jusqu'à son point de congélation (environ 1 500°C). Au lieu de passer d'un réseau centré sur le corps à un réseau centré sur le visage, les atomes de fer s'installent directement dans ce dernier. Dans le même temps, les atomes de carbone se logent au centre de ces cubes. Cela explique finalement la plus grande durabilité de l'acier par rapport au fer pur.