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L'acier est un alliage métallique largement utilisé dans la construction en raison de sa résistance, de son coût abordable et de sa dureté. Ses différentes formes consistent presque entièrement en fer, mais contiennent également les éléments carbone, manganèse, phosphore, soufre, silicium et parfois nickel et chrome. L’acier tire parti de la structure très stable du réseau atomique du fer, avec une torsion importante.
Le treillis de cristal
Le fer, sous sa forme solide, prend une structure cristalline, ce qui signifie simplement que les atomes de fer sont disposés selon un motif régulier et répété appelé réseau. Il existe de nombreux réseaux dans la nature, mais le fer se présente sous l'une des deux formes suivantes: le cube centré sur le corps, qui existe à des températures plus élevées, et le cube centré sur le visage, sa forme à température ambiante.
Le rôle du carbone
L'ajout de carbone au fer liquide - généralement en quantités allant de 0,035% à 3,5% en masse - modifie ce qui se produit lorsque le mélange refroidit à son point de congélation (environ 1 500 ° C). Au lieu de passer d'un réseau centré sur le corps à un réseau centré sur le visage, les atomes de fer s'installent directement dans ce dernier. En même temps, les atomes de carbone se logent au centre de ces cubes. Cela explique finalement la plus grande durabilité de l'acier par rapport au fer pur.