Челик је легура метала која се широко користи у грађевинарству због своје чврстоће, приступачности и тврдоће. Његови разни облици састоје се готово у целини од гвожђа, али садрже и елементе угљеник, манган, фосфор, сумпор, силицијум, а понекад никл и хром. Челик искориштава високо стабилну структуру атомске решетке гвожђа, са важним преокретом.
Кристална решетка
Гвожђе у свом чврстом облику поприма кристалну структуру, што једноставно значи да су атоми гвожђа поређани у правилном, понављајућем узорку који се назива решетка. Много решетки постоји у природи, али гвожђе долази у једном од два облика - коцка усредсређена на тело, која постоји при вишим температурама, и коцка усмерена на лице, облик собне температуре.
Улога угљеника
Додавање угљеника течном гвожђу - обично у количинама у распону од 0,035% до 3,5% масеног удела - мења оно што се дешава када се смеша охлади до тачке смрзавања (приближно 1.500 ° Ц). Уместо да од решетке усредсређене на тело пређу у решетку усмерену на лице, атоми гвожђа се таложе директно у последњу. У исто време, атоми угљеника се задржавају у средишту ових коцкица. Ово на крају објашњава већу издржљивост челика у поређењу са чистим гвожђем.