Indhold
Stål er en metallegering, der i vid udstrækning anvendes i konstruktion på grund af dens styrke, overkommelige pris og hårdhed. Dens forskellige former består næsten udelukkende af jern, men indeholder også elementerne kulstof, mangan, fosfor, svovl, silicium og undertiden nikkel og krom. Stål drager fordel af den meget stabile atomiske gitterstruktur i jern med en vigtig drejning.
Krystallgitteret
Jern i sin faste form antager en krystallinsk struktur, hvilket blot betyder, at jernatomerne er arrangeret i et regelmæssigt, gentagende mønster kaldet et gitter. Mange gitter findes i naturen, men jern findes i en af to former - den kropscentrerede terning, der findes ved højere temperaturer, og den ansigtcentrede terning, dens rumtemperaturform.
Kulstofens rolle
Tilsætning af kulstof til flydende jern - typisk i mængder mellem 0,035 og 3,5 vægt-% - ændrer, hvad der sker, når blandingen afkøles til dens frysepunkt (ca. 1.500 ° C). I stedet for at gå fra at være et kropscentreret gitter til at blive et ansigtcentreret gitter, sætter jernatomer sig direkte ind i sidstnævnte. Samtidig lod kulstofatomerne sig i midten af disse terninger. Dette tegner sig i sidste ende for den større holdbarhed af stål sammenlignet med rent jern.