Сталь - это металлический сплав, широко используемый в строительстве благодаря своей прочности, доступности и твердости. Его различные формы почти полностью состоят из железа, но также содержат элементы углерод, марганец, фосфор, серу, кремний, а иногда и никель и хром. Сталь использует высокостабильную структуру атомной решетки железа с важным поворотом.
Кристаллическая решетка
Железо в твердой форме имеет кристаллическую структуру, а это означает, что атомы железа расположены в виде регулярного повторяющегося узора, называемого решеткой. В природе существует множество решеток, но железо бывает одной из двух форм - объемно-центрированного куба, который существует при более высоких температурах, и гранецентрированного куба, его форма при комнатной температуре.
Роль углерода
Добавление углерода в жидкое железо - обычно в количестве от 0,035% до 3,5% по массе - меняет то, что происходит, когда смесь охлаждается до точки замерзания (примерно 1500 ° C). Вместо того чтобы превратиться из объемно-центрированной решетки в гранецентрированную решетку, атомы железа оседают непосредственно в последней. В то же время атомы углерода располагаются в центре этих кубиков. В конечном итоге это объясняет большую долговечность стали по сравнению с чистым железом.