Plienas yra metalo lydinys, plačiai naudojamas statybose dėl savo stiprumo, prieinamumo ir kietumo. Įvairias jo formas beveik visiškai sudaro geležis, tačiau juose taip pat yra anglies, mangano, fosforo, sieros, silicio ir kartais nikelio bei chromo elementų. Plienas naudojasi labai stabilia geležies atominės grotelės struktūra ir turi svarbų posūkį.
Krištolinė grotelė
Kieta geležis įgauna kristalinę struktūrą, o tai reiškia, kad geležies atomai yra išdėstyti taisyklingu, pasikartojančiu modeliu, vadinamu grotelėmis. Gamtoje egzistuoja daugybė gardelių, tačiau geležis yra dviejų formų - į kūną nukreiptas kubas, egzistuojantis aukštesnėje temperatūroje, ir į veidą nukreiptas kubas, jo formos kambario temperatūroje.
Anglies vaidmuo
Pridedant anglies į skystą geležį, paprastai nuo 0,35% iki 3,5% masės, keičiasi tai, kas nutinka mišiniui atvėsus iki užšalimo taško (maždaug 1500 ° C). Užuot perėję iš kūno į centrinę gardelę, tampa į veidą nukreipta gardele, geležiniai atomai nusėda tiesiai į pastarąjį. Tuo pačiu metu anglies atomai yra šių kubų centre. Tai galiausiai lemia didesnį plieno ilgaamžiškumą, palyginti su gryna geležimi.