Innehåll
Stål är en metalllegering som ofta används i konstruktion på grund av dess styrka, prisvärdhet och hårdhet. Dess olika former består nästan uteslutande 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.
Kristallgitteret
Järn, i sin fasta form, antar en kristallin struktur, vilket helt enkelt betyder att järnatomerna är ordnade i ett regelbundet, upprepande mönster som kallas ett gitter. Många gitter finns i naturen, men järn finns i en av två former - den kroppscentrerade kuben, som finns vid högre temperaturer, och den ansiktscentrerade kuben, dess rumstemperaturform.
Kolens roll
Tillsats av kol till flytande järn - vanligtvis i mängder från 0,035 till 3,5 viktprocent - förändras vad som händer när blandningen kyls till dess fryspunkt (ungefär 1 500 ° C). Istället för att gå från att vara ett kroppscentrerat gitter till att bli ett ansiktscentrerat galler, sätter sig järnatomerna direkt in i det senare. Samtidigt ligger kolatomerna i mitten av dessa kuber. Detta står i slutändan för den större hållbarheten hos stål jämfört med rent järn.