Observation av mikrostrukturen hos material med hjälp av ett optiskt mikroskop
Enligt organisatoriska egenskaper och olika kolhalter kan järnkollegeringar delas in i tre kategorier: industriellt rent järn, stål och gjutjärn. Industriellt rent järn med kolhalt mindre än 0,0218 % C och kolhalt mindre än 2,11 % kallas stål, medan legeringar med kolinnehåll större än 2,11 % kallas gjutjärn.
Mikrostrukturen av kolstål och vitt gjutjärn vid rumstemperatur är sammansatt av två grundfaser, ferrit (F) och cementit (Fe3C).
Men på grund av olika kolhalter varierar de relativa mängderna, nederbördsförhållandena och fördelningen av ferrit och cementit, vilket resulterar i olika mikrostrukturformer.
Ferrit är en fast lösning av kol i alfajärn, vanligen representerad av symbolen "F". Ferritstrukturen består av likaxliga korn och ett kroppscentrerat kubiskt gitter.
Karbid är en förening som bildas av järn och kol, vanligen representerad av symbolen "Fe3C". Beroende på sammansättning och bildningsförhållanden kan cementit anta olika former.
Pearlite är en mekanisk blandning av ferrit och cementit, vanligen representerad av symbolen "P". Under normala glödgningsförhållanden är det en skiktad struktur som bildas av det alternerande arrangemanget av ferrit och cementit.
Etsningen av rena metaller och enfaslegeringar-är en kemisk upplösningsprocess. När det polerade provet är i kontakt med etsmedlet löses först det deformationsstörande skiktet på den polerade ytan och stålets mikrostruktur exponeras inte. Då uppstår den kemiska upplösningseffekten på korngränserna, och regelbundenheten hos atomarrangemanget på korngränserna är relativt dålig, vilket resulterar i snabb korrosion och bildandet av spår. Vid denna tidpunkt visar legeringen polygonala korn. Om etsningen fortsätter kommer etsmedlet att lösa upp själva kornen. På grund av den ojämna upplösningshastigheten för varje korn, efter etsning, kommer varje korn att exponeras på ytan med det tätaste atomarrangemanget. Under vertikal ljusbestrålning kommer korn med olika ljusstyrka att visas.
Etsningsprocessen för två-legeringar är huvudsakligen elektrokemisk etsning. På grund av deras olika sammansättningar och strukturer har olika faser olika elektrodpotentialer och bildar många par av små lokala celler i etsningslösningen. Ferrit har en högre elektrodpotential som anoden, som löses upp och blir låg-liggande och grov under etsning, medan cementit har en positiv potential som katod och är i princip inte korroderad. Ferrit verkar mörksvart under ett ljusmikroskop, medan cementit verkar ljust vitt.
