Stål är en metalllegering som används i stor utsträckning på grund av dess styrka, överkomlighet och hårdhet. Dess olika former består nästan helt av järn, men innehåller också elementen kol, mangan, fosfor, svavel, kisel och ibland nickel och krom. Stål drar nytta av den mycket stabila atomgitterstrukturen i järn, med en viktig vridning.

Crystal Lattice

Järn, i sin fasta form, antar en kristallin struktur, vilket innebär att järnet Atomer är ordnade i ett regelbundet, upprepande mönster som kallas en gitter. Många gitter finns i naturen, men järn kommer i en av två former - den kroppscentrerade kuben, som existerar vid högre temperaturer, och den ansiktscentrerade kuben, dess rumstemperaturform.

Rollen av Carbon

Lägger kol i flytande järn - vanligtvis i mängder från 0,035 viktprocent till 3,5 viktprocent - ändrar vad som händer när blandningen svalnar till sin fryspunkt (cirka 1500 ° C). I stället för att gå från att vara en kroppscentrerad gitter för att bli en ansiktscentrerad gitter, bestämmer järnatomerna sig direkt i det senare. Samtidigt lod kolatomerna ligga i mitten av dessa kuber. Detta står i sista hand för stålets större hållbarhet jämfört med rent järn.