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鋼は、その強度、手頃な価格、および硬さにより、建設で広く使用されている金属合金です。そのさまざまな形態は、ほぼ完全に鉄で構成されていますが、炭素、マンガン、リン、硫黄、シリコン、および場合によってはニッケルとクロムも含んでいます。鋼は、鉄の非常に安定した原子格子構造を利用しており、重要なねじれがあります。
クリスタルラティス
鉄は、固体の形で結晶構造をとっています。これは、鉄原子が格子と呼ばれる規則的な繰り返しパターンに配置されていることを意味します。自然界には多くの格子が存在しますが、鉄は2つの形態のいずれかで現れます。高温で存在する体心立方体と、室温形態の顔心立方体です。
炭素の役割
炭素を液体鉄に加えると（通常、質量で.035％から3.5％の範囲の量で）、混合物がその凝固点（約1,500°C）まで冷えると何が起こるかが変わります。体心格子から顔心格子になる代わりに、鉄原子は後者に直接収まります。同時に、炭素原子はこれらの立方体の中心に留まります。これは最終的に、純鉄に比べて鋼の耐久性が高いことを説明しています。