Observació de la microestructura de materials mitjançant un microscopi òptic
Segons les característiques organitzatives i els diferents continguts de carboni, els aliatges de ferro carboni es poden dividir en tres categories: ferro pur industrial, acer i ferro colat. El ferro pur industrial amb un contingut de carboni inferior al 0,0218% C i un contingut de carboni inferior al 2,11% s'anomena acer, mentre que els aliatges amb un contingut de carboni superior al 2,11% s'anomenen ferro colat.
La microestructura d'acer al carboni i ferro colat blanc a temperatura ambient es compon de dues fases bàsiques, ferrita (F) i cementita (Fe3C).
Tanmateix, a causa dels diferents continguts de carboni, les quantitats relatives, les condicions de precipitació i la distribució de ferrita i cementita varien, donant lloc a diferents formes de microestructura.
La ferrita és una solució sòlida de carboni en ferro alfa, representada habitualment pel símbol "F". L'estructura de ferrita consta de grans equiaxials i una xarxa cúbica centrada en el cos.
El carbur és un compost format per ferro i carboni, representat habitualment pel símbol "Fe3C". Segons la composició i les condicions de formació, la cementita pot adoptar diferents formes.
La perlita és una mescla mecànica de ferrita i cementita, representada habitualment pel símbol "P". En condicions normals de recuit, és una estructura en capes formada per la disposició alterna de ferrita i cementita.
El gravat de metalls purs i d'aliatges{0}}monofàsics és un procés de dissolució química. Quan la mostra polida està en contacte amb l'agent de gravat, la capa de pertorbació de la deformació de la superfície polida es dissol primer i la microestructura de l'acer no queda exposada. Aleshores, es produeix l'efecte de dissolució química sobre els límits del gra i la regularitat de la disposició atòmica als límits del gra és relativament pobre, donant lloc a una ràpida corrosió i formació de solcs. En aquest moment, l'aliatge mostra grans poligonals. Si el gravat continua, l'agent de gravat dissolrà els mateixos grans. A causa de la velocitat de dissolució desigual de cada gra, després del gravat, cada gra quedarà exposat a la superfície amb la disposició atòmica més densa. Sota irradiació de llum vertical, es mostraran grans amb diferent brillantor.
El procés de gravat dels aliatges de dues-fàsiques és principalment un gravat electroquímic. A causa de les seves diferents composicions i estructures, les diferents fases tenen diferents potencials d'elèctrode, formant molts parells de petites cèl·lules locals a la solució de gravat. La ferrita té un potencial d'elèctrode més elevat com a ànode, que es dissol i es torna baix-i rugós durant el gravat, mentre que la cementita té un potencial positiu com a càtode i bàsicament no es corroeix. La ferrita apareix de color negre fosc sota un microscopi de llum, mentre que la cementita sembla de color blanc brillant.
