חנות-תרבות-נגרות מס 4, ברזל ופחמן ומה שביניהם, חלק ב

חלק זה נעמיק מעט את ההבנה של מה קורה במבנה הקריסטלי של הפלדה כשמוסיפים לה פחמן במינונים שונים, ואיך אפשר לשפר את ביצועי הפלדה בעזרת חומרים או תוספים אחרים מלבד הפחמן בכדי לחפות על תופעות לוואי שיכולות להווצר. כפי שהתמונה למעלה מרזמת, בהוספת פחמן לברזל נוצר מבנה מאוד מסודר של אטומים של ברזל IRON עם פחמן CARBON. המבנה הקריסטלי של הפלדה 0.8% פחמן נראה יותר כמו קוביה, בדומה לקוביה הונגרית, בעלת 9 אטומי ברזל בכל צד וביניהם אטומי הפחמן. המבנה הקריסטלי הזה נקרא פרלייט או PEARLITE. חתיכה של פלדה בנויה ממילוני קירסטלי פרלייט. כשמכופפים חתיכה של פלדה, הקריסטלים הללו נמעכים ומתעוותים, חלק מהאטומים של המבנה פשוט זזים מהמקום שלהם, כתוצאה מהכיפוף והשינוי של המבנה הקריסטלי באזור הכיפוף נקבל פלדה קשה יותר באזור זה. תופעה זו נקראת "הקשייה בעבודה", שגם יוצרת חם באוזר. אם נכופף את הפלדה חזור והלוך כמה פעמים, הפלדה תישבר, בדומה לחוט ברזל שאנחנו רוצים לשבור אבל אין לנו מספריים מתאימות. פעולת הכיפוף שציינתי מדמה בעצם את הלחצים או הסטרס שיכול לקרות בקצה חותך של להב של מפסלת או מקצועה או סכין.

מה שעושה פלדה אחת עמידה וחזקה יותר מפלדה אחרת היא היכולת של המבנה הקריסטלי הפנימי להשאר כמה שיותר ביחד ולא להתפרק תחת סטרס. בעזרת הוספת חומרים או תוספים בשלב ההיתוך נוכל לשפר את העמידות של הפלדה לסטרס ונקבל פלדה חזקה יותר.למרות כל האמור לעיל, את ההקשיה הרצינית נקבל רק לאחר חימום הפלדה למצב לוהט ואל-מגנטי, במצב זה אוטמי הפחמן משתחררים מהמבנה ונעים בתוך הפלדה הלוהטת שנמצאת במצב מוצק-נוזלי, ( זה לא באמת נוזלי, אבל מבחינה מולקלרית הפלדה נחשבת במצב זה נוזלית, כמו זכוכית לדוגמא), ומוצאים מקומות נוחים בתוך המבנה הקריסטלי החדש. אם ניתן לפלדה להתקרר לאט לאט, הפחמן ישוב למקומו הטבעי ונקבל אותה פלדה בדיוק כפי שהיתה לפני החימום. אבל אם נקרר את הפלדה מהר מאוד, אם בתוך שמן, מים או אוויר קר מאוד, נקבל מבנה קריסטלי חדש, קשה מאוד, כי אטומי הברזל זזו ממקומם בגלל שהפחמן לא הספיק לחזור למקומו הטבעי. פלדה זו תהיה קשה מאוד אך גם שבירה מאוד. לא יהיה ניתן לעבד אותה בקלות וגם היא תישבר תחת סרטס. לכן גילו שניתן לרכך את הפלדה למצב ביניים שעזרת חימום קל של בין 160 ל 200 מעלות צלסיוס. ככל שפעולה זה מורידה את רמת השבירות של הפלדה היא גם מורידה את רמת ההקושי שלה.