Atomstruktur von Stahl

Große Rollen aus Stahl

Stahl ist eine Metalllegierung, die aufgrund ihrer Festigkeit, Bezahlbarkeit und HĂ€rte im Bauwesen weit verbreitet ist. Seine verschiedenen Formen bestehen fast ausschließlich 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 regelmĂ€ĂŸigen, 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 WĂŒrfel, der bei höheren Temperaturen existiert, und dem flĂ€chenzentrierten WĂŒrfel, seiner Raumtemperaturform.

Die Rolle von Kohlenstoff

Die Zugabe von Kohlenstoff zu flĂŒssigem Eisen - typischerweise in Mengen von 0,035 bis 3,5 Massen-% - verĂ€ndert, was passiert, wenn die Mischung auf ihren Gefrierpunkt abkĂŒhlt (etwa 1500 ° C). Statt von einem raumzentrierten Gitter zu einem flĂ€chenzentrierten Gitter zu werden, setzen sich die Eisenatome direkt in diesen ein. Gleichzeitig lagern sich die Kohlenstoffatome in der Mitte dieser WĂŒrfel ein. Dies erklĂ€rt letztendlich die höhere Haltbarkeit von Stahl im Vergleich zu reinem Eisen.

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