Çelik, gücü, satın alınabilirliği ve sertliği nedeniyle inşaatta yaygın olarak kullanılan bir metal alaşımıdır. Çeşitli biçimleri neredeyse tamamen demirden oluşur, ancak aynı zamanda karbon, manganez, fosfor, kükürt, silikon ve bazen nikel ve krom elementlerini de içerir. Çelik, önemli bir bükülme ile demirin oldukça kararlı atomik kafes yapısından yararlanır.
Kristal Kafes
Demir, katı formunda kristal bir yapıya sahiptir, yani basitçe demir atomlarının kafes adı verilen düzenli, tekrar eden bir düzende düzenlendiği anlamına gelir. Doğada birçok kafes vardır, ancak demir iki biçimden birinde gelir - daha yüksek sıcaklıklarda bulunan vücut merkezli küp ve oda sıcaklığındaki yüz merkezli küp.
Karbonun Rolü
Sıvı demire - tipik olarak kütlece % 0.035 ila % 3.5 arasında değişen miktarlarda - karbon eklenmesi, karışım donma noktasına (kabaca 1.500°C) kadar soğuduğunda olanları değiştirir. Vücut merkezli bir kafes olmaktan yüz merkezli bir kafes haline gelmek yerine, demir atomları doğrudan ikincisine yerleşir. Aynı zamanda karbon atomları bu küplerin merkezine yerleşir. Bu sonuçta çeliğin saf demire kıyasla daha fazla dayanıklılığını açıklar.