Observarea microstructurii materialelor folosind un microscop optic
În funcție de caracteristicile organizatorice și diferitele conținuturi de carbon, aliajele de fier carbon pot fi împărțite în trei categorii: fier industrial pur, oțel și fontă. Fierul industrial pur cu conținut de carbon mai mic de 0,0218% C și conținut de carbon mai mic de 2,11% se numește oțel, în timp ce aliajele cu conținut de carbon mai mare de 2,11% sunt numite fontă.
Microstructura oțelului carbon și a fontei albe la temperatura camerei este compusă din două faze de bază, ferită (F) și cementită (Fe3C).
Cu toate acestea, din cauza conținutului diferit de carbon, cantitățile relative, condițiile de precipitare și distribuția feritei și cementitei variază, rezultând diferite forme de microstructură.
Ferita este o soluție solidă de carbon în fier alfa, reprezentată de obicei prin simbolul „F”. Structura de ferită constă din granule echiaxiale și o rețea cubică centrată pe corp.
Carbura este un compus format din fier și carbon, reprezentat în mod obișnuit prin simbolul „Fe3C”. În funcție de compoziția și condițiile de formare, cementitul poate lua forme diferite.
Perlita este un amestec mecanic de ferită și cementită, reprezentat în mod obișnuit prin simbolul „P”. În condiții normale de recoacere, este o structură stratificată formată din aranjamentul alternativ de ferită și cementită.
Gravarea metalelor pure și a aliajelor monofazate este un proces de dizolvare chimică. Când proba lustruită este în contact cu agentul de gravare, stratul de perturbare a deformarii de pe suprafața lustruită este mai întâi dizolvat, iar microstructura oțelului nu este expusă. Apoi, are loc efectul de dizolvare chimică asupra granițelor granulelor, iar regularitatea aranjamentului atomic pe granițele granulelor este relativ slabă, rezultând coroziune rapidă și formarea de șanțuri. În acest moment, aliajul prezintă granule poligonale. Dacă gravarea continuă, agentul de gravare va dizolva în sine boabele. Datorită vitezei neuniforme de dizolvare a fiecărui bob, după gravare, fiecare bob va fi expus pe suprafața cu aranjamentul atomic cel mai dens. Sub iradiere verticală a luminii, vor fi afișate boabe cu luminozitate diferită.
Procesul de gravare al aliajelor în două-faze este în principal gravarea electrochimică. Datorită compozițiilor și structurilor lor diferite, diferitele faze au potențiale de electrod diferite, formând multe perechi de celule locale mici în soluția de gravare. Ferita are un potențial de electrod mai mare ca anod, care se dizolvă și devine scăzut-și dur în timpul gravării, în timp ce cementitul are un potențial pozitiv ca catod și practic nu este corodat. Ferita apare neagră închis la microscop cu lumină, în timp ce cementitul pare alb strălucitor.
