Observació de la microestructura de materials sota una òptica
Segons les seves característiques estructurals i el contingut de carboni, els aliatges ferro-carboni es poden dividir en tres categories: ferro pur industrial, acer i ferro colat. El ferro pur industrial conté menys del 0,0218% en pes de C. Els aliatges ferro-carboni amb un contingut de carboni inferior al 2,11% en pes es defineixen com a acer i els aliatges amb un contingut de carboni superior al 2,11% en pes són ferro colat.
A temperatura ambient, les microestructures d'acer al carboni i ferro colat blanc consten de dues fases fonamentals: ferrita (F) i cementita (Fe₃C). Les diferències en el contingut de carboni canvien les quantitats relatives, les condicions de precipitació i la distribució de ferrita i cementita, donant lloc a diverses morfologies microestructurals.
La ferrita és una solució sòlida de carboni en ferro, indicada amb el símbol "F". La ferrita consta de grans equiaxials amb una xarxa cristal·lina cúbica centrada en el cos.
La cementita és un compost intermetàl·lic de ferro i carboni, indicat per "Fe₃C". La cementita pot existir en diferents formes segons la seva composició i les condicions de formació.
La perlita és una mescla mecànica de ferrita i cementita, denotada per "P". En condicions normals de recuit, és una estructura lamel·lar formada per capes alternes de ferrita i cementita.
El gravat de metalls purs i aliatges monofàsics és un procés de dissolució química. Quan una mostra polida entra en contacte amb el gravador, la capa alterada deformada de la superfície polida es dissol primer, mentre que la microestructura de l'acer encara no es revela. Això és seguit per una dissolució química preferent als límits del gra. La disposició atòmica irregular als límits de gra es corroeix ràpidament per formar solcs, revelant grans poligonals de l'aliatge. Si el gravat continua, el gravador també ataca els interiors del gra. Com que la velocitat de dissolució varia entre els grans, cada gra exposa plans atòmics densament empaquetats després del gravat. Sota il·luminació vertical, els grans mostren una brillantor variable.
El gravat d'aliatges bifàsics és principalment un procés electroquímic. Les fases amb diferents composicions i estructures tenen diferents potencials d'elèctrode, formant nombroses cèl·lules galvàniques locals diminutes en el gravador. La ferrita actua com l'ànode amb un potencial d'elèctrode més alt i es dissol durant el gravat, semblant deprimida i rugosa. La cementita serveix com a càtode amb un potencial positiu i amb prou feines és atacada. Sota el microscopi òptic, la ferrita sembla fosca i la cementita sembla blanca brillant.
