Παρατήρηση Μικροδομής Υλικών κάτω από Οπτικό
Σύμφωνα με τα δομικά τους χαρακτηριστικά και την περιεκτικότητά τους σε άνθρακα, τα κράματα σιδήρου-άνθρακα μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: βιομηχανικός καθαρός σίδηρος, χάλυβας και χυτοσίδηρος. Ο βιομηχανικός καθαρός σίδηρος περιέχει λιγότερο από 0,0218 wt% C. Τα κράματα σιδήρου-άνθρακα με περιεκτικότητα σε άνθρακα κάτω από 2,11 wt% ορίζονται ως χάλυβας και κράματα με περιεκτικότητα σε άνθρακα πάνω από 2,11 wt% είναι χυτοσίδηρος.
Σε θερμοκρασία δωματίου, οι μικροδομές του ανθρακούχου χάλυβα και του λευκού χυτοσιδήρου αποτελούνται από δύο θεμελιώδεις φάσεις: τον φερρίτη (F) και τον τσιμεντίτη (Fe3C). Οι διαφορές στην περιεκτικότητα σε άνθρακα αλλάζουν τις σχετικές ποσότητες, τις συνθήκες καθίζησης και την κατανομή του φερρίτη και του τσιμενίτη, με αποτέλεσμα διάφορες μικροδομικές μορφολογίες.
Ο φερρίτης είναι ένα στερεό διάλυμα άνθρακα σε σίδηρο, που συμβολίζεται με το σύμβολο "F". Ο φερρίτης αποτελείται από ισοαξονισμένους κόκκους με ένα κυβικό κρυσταλλικό πλέγμα με κέντρο το σώμα.
Ο τσιμεντίτης είναι μια διαμεταλλική ένωση σιδήρου και άνθρακα, που συμβολίζεται με "Fe3C". Ο τσιμεντίτης μπορεί να υπάρχει σε διάφορες μορφές ανάλογα με τη σύνθεση και τις συνθήκες σχηματισμού του.
Ο περλίτης είναι ένα μηχανικό μείγμα φερρίτη και τσιμενίτη, που συμβολίζεται με "P". Υπό κανονικές συνθήκες ανόπτησης, είναι μια ελασματική δομή που σχηματίζεται από εναλλασσόμενα στρώματα φερρίτη και τσιμεντίτη.
Η χάραξη καθαρών μετάλλων και μονοφασικών κραμάτων είναι μια διαδικασία χημικής διάλυσης. Όταν ένα γυαλισμένο δείγμα έρχεται σε επαφή με το χαρακτικό, το παραμορφωμένο διαταραγμένο στρώμα στην γυαλισμένη επιφάνεια διαλύεται πρώτα, ενώ η μικροδομή του χάλυβα δεν έχει ακόμη αποκαλυφθεί. Ακολουθεί προτιμησιακή χημική διάλυση στα όρια των κόκκων. Η ακανόνιστη ατομική διάταξη στα όρια των κόκκων διαβρώνεται γρήγορα για να σχηματίσει αυλακώσεις, αποκαλύπτοντας πολυγωνικούς κόκκους του κράματος. Εάν η χάραξη συνεχιστεί, το χαρακτικό επιτίθεται επίσης στο εσωτερικό του κόκκου. Επειδή ο ρυθμός διάλυσης ποικίλλει μεταξύ των κόκκων, κάθε κόκκος εκθέτει πυκνά συσκευασμένα ατομικά επίπεδα μετά τη χάραξη. Κάτω από κατακόρυφο φωτισμό, οι κόκκοι παρουσιάζουν ποικίλη φωτεινότητα.
Η χάραξη των κραμάτων δύο φάσεων είναι κυρίως μια ηλεκτροχημική διαδικασία. Οι φάσεις με διαφορετικές συνθέσεις και δομές έχουν διαφορετικά δυναμικά ηλεκτροδίων, σχηματίζοντας πολυάριθμες μικροσκοπικές τοπικές γαλβανικές κυψέλες στη χάραξη. Ο φερρίτης δρα ως άνοδος με υψηλότερο δυναμικό ηλεκτροδίου και διαλύεται κατά τη χάραξη, εμφανιζόμενος καταθλιπτικός και τραχύς. Ο τσιμενίτης χρησιμεύει ως κάθοδος με θετικό δυναμικό και δύσκολα προσβάλλεται. Κάτω από το οπτικό μικροσκόπιο, ο φερρίτης εμφανίζεται σκούρος και ο τσιμεντίτης εμφανίζεται λαμπερός λευκός.
