Atomstruktur von Stahl

Gro├če Rollen aus Stahl

Stahl ist eine Metalllegierung, die aufgrund ihrer Festigkeit, Bezahlbarkeit und H├Ąrte im Bauwesen weit verbreitet ist. Seine verschiedenen Formen bestehen fast ausschlie├člich aus Eisen, enthalten aber auch die Elemente Kohlenstoff, Mangan, Phosphor, Schwefel, Silizium und manchmal Nickel und Chrom. Stahl nutzt die hochstabile atomare Gitterstruktur von Eisen mit einer wichtigen Wendung.

Das Kristallgitter

Eisen in seiner festen Form nimmt eine kristalline Struktur an, was einfach bedeutet, dass die Eisenatome in einem regelm├Ą├čigen, sich wiederholenden Muster angeordnet sind, das als Gitter bezeichnet wird. Viele Gitter existieren in der Natur, aber Eisen kommt in einer von zwei Formen vor - dem raumzentrierten W├╝rfel, der bei h├Âheren Temperaturen existiert, und dem fl├Ąchenzentrierten W├╝rfel, seiner Raumtemperaturform.

Die Rolle von Kohlenstoff

Die Zugabe von Kohlenstoff zu fl├╝ssigem Eisen - typischerweise in Mengen von 0,035 bis 3,5 Massen-% - ver├Ąndert, was passiert, wenn die Mischung auf ihren Gefrierpunkt abk├╝hlt (etwa 1500 ┬░ C). Statt von einem raumzentrierten Gitter zu einem fl├Ąchenzentrierten Gitter zu werden, setzen sich die Eisenatome direkt in diesen ein. Gleichzeitig lagern sich die Kohlenstoffatome in der Mitte dieser W├╝rfel ein. Dies erkl├Ąrt letztendlich die h├Âhere Haltbarkeit von Stahl im Vergleich zu reinem Eisen.

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