Спостереження мікроструктури матеріалів за допомогою оптичного мікроскопа
Відповідно до організаційних характеристик і різного вмісту вуглецю залізовуглецеві сплави можна розділити на три категорії: промислове чисте залізо, сталь і чавун. Промислове чисте залізо з вмістом вуглецю менше 0,0218% C і вмістом вуглецю менше 2,11% називається сталлю, тоді як сплави з вмістом вуглецю більше 2,11% називаються чавуном.
Мікроструктура вуглецевої сталі та білого чавуну при кімнатній температурі складається з двох основних фаз: фериту (F) і цементиту (Fe3C).
Однак через різний вміст вуглецю відносні кількості, умови осадження та розподіл фериту та цементиту змінюються, що призводить до різних форм мікроструктури.
Ферит — це твердий розчин вуглецю в альфа-залізі, який зазвичай позначають символом «F». Структура фериту складається з рівновісних зерен і кубічної решітки з об’ємним центром.
Карбід - це сполука, утворена залізом і вуглецем, яка зазвичай позначається символом "Fe3C". Залежно від складу та умов утворення цементит може приймати різні форми.
Перліт - це механічна суміш фериту та цементиту, яка зазвичай позначається символом "P". За нормальних умов відпалу це шарувата структура, утворена чергуванням фериту та цементиту.
Травлення чистих металів і однофазних-сплавів є процесом хімічного розчинення. Коли полірований зразок контактує з травилом, спочатку розчиняється деформаційний шар на полірованій поверхні, і мікроструктура сталі не розкривається. Потім виникає ефект хімічного розчинення на межах зерен, і регулярність розташування атомів на межах зерен є відносно поганою, що призводить до швидкої корозії та утворення канавок. У цей час сплав має багатокутні зерна. Якщо травлення продовжується, травильний агент розчинить самі зерна. Через нерівномірну швидкість розчинення кожного зерна після травлення кожне зерно виявиться на поверхні з найщільнішим розташуванням атомів. При вертикальному опроміненні світлом будуть відображатися зерна з різною яскравістю.
Процес травлення дво-фазних сплавів є переважно електрохімічним травленням. Через різний склад і структуру різні фази мають різні електродні потенціали, утворюючи багато пар маленьких локальних осередків у травильному розчині. Ферит має вищий електродний потенціал як анод, який розчиняється та стає -низьким і шорстким під час травлення, тоді як цементит має позитивний потенціал як катод і в основному не піддається корозії. Ферит під світловим мікроскопом виглядає темно-чорним, а цементит — яскраво-білим.
