โครงสร้างอะตอมของเหล็ก

เหล็กเป็นโลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง เนื่องจากมีความแข็งแรง ราคาจับต้องได้ และความแข็ง รูปแบบต่างๆ ประกอบด้วยธาตุเหล็กเกือบทั้งหมด แต่ยังประกอบด้วยธาตุคาร์บอน แมงกานีส ฟอสฟอรัส กำมะถัน ซิลิคอน และบางครั้งมีนิกเกิลและโครเมียม เหล็กกล้าใช้ประโยชน์จากโครงสร้างโครงตาข่ายอะตอมของเหล็กที่มีความเสถียรสูง โดยมีการบิดตัวที่สำคัญ

เหล็กในรูปของแข็งถือว่าโครงสร้างผลึก หมายความว่าอะตอมของเหล็กถูกจัดเรียงในรูปแบบปกติที่เรียกว่าตาข่าย โครงตาข่ายจำนวนมากมีอยู่ในธรรมชาติ แต่เหล็กมาในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งจากสองรูปแบบ ได้แก่ ลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง ซึ่งมีอยู่ที่อุณหภูมิที่สูงขึ้น และลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง ซึ่งเป็นรูปแบบอุณหภูมิห้อง

การเพิ่มคาร์บอนลงในเหล็กเหลว - โดยทั่วไปแล้วจะมีปริมาณตั้งแต่ .035% ถึง 3.5% โดยมวล - จะเปลี่ยนสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อส่วนผสมเย็นตัวลงจนถึงจุดเยือกแข็ง (ประมาณ 1,500 °C) แทนที่จะเปลี่ยนจากการเป็นโครงตาข่ายที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลางไปเป็นโครงตาข่ายที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง อะตอมของเหล็กจะตกลงสู่ส่วนหลังโดยตรง ในเวลาเดียวกัน อะตอมของคาร์บอนจะอยู่ตรงกลางของลูกบาศก์เหล่านี้ ในที่สุดสิ่งนี้ทำให้ความทนทานของเหล็กดีขึ้นเมื่อเทียบกับเหล็กบริสุทธิ์