Baja adalah paduan logam yang banyak digunakan dalam konstruksi karena kekuatan, keterjangkauan, dan kekerasannya. Berbagai bentuknya hampir seluruhnya terdiri dari besi, tetapi juga mengandung unsur karbon, mangan, fosfor, belerang, silikon, dan kadang-kadang nikel dan kromium. Baja memanfaatkan struktur kisi atom besi yang sangat stabil, dengan putaran yang penting.
Kisi Kristal
Besi, dalam bentuk padatnya, mengasumsikan struktur kristal, yang berarti bahwa atom besi tersusun dalam pola berulang yang teratur yang disebut kisi. Banyak kisi-kisi yang ada di alam, tetapi besi hadir dalam salah satu dari dua bentuk -- kubus yang berpusat pada tubuh, yang ada pada suhu yang lebih tinggi, dan kubus yang berpusat pada muka, bentuk suhu ruangannya.
Peran Karbon
Menambahkan karbon ke besi cair - biasanya dalam jumlah mulai dari 0,035% hingga 3,5% berdasarkan massa - mengubah apa yang terjadi ketika campuran mendingin ke titik bekunya (kira-kira 1.500 °C). Alih-alih berubah dari kisi yang berpusat pada tubuh menjadi kisi yang berpusat pada wajah, atom besi mengendap langsung ke dalam kisi yang berpusat pada wajah. Pada saat yang sama, atom karbon berada di tengah kubus ini. Ini pada akhirnya menyumbang daya tahan baja yang lebih besar dibandingkan dengan besi murni.