Observation af materialers mikrostruktur ved hjælp af et optisk mikroskop
I henhold til organisatoriske egenskaber og forskellige kulstofindhold kan jernkulstoflegeringer opdeles i tre kategorier: rent industrielt jern, stål og støbejern. Industrielt rent jern med kulstofindhold mindre end 0,0218% C og kulstofindhold mindre end 2,11% kaldes stål, mens legeringer med kulstofindhold større end 2,11% kaldes støbejern.
Mikrostrukturen af kulstofstål og hvidt støbejern ved stuetemperatur er sammensat af to grundfaser, ferrit (F) og cementit (Fe3C).
Men på grund af forskellige kulstofindhold varierer de relative mængder, nedbørsbetingelser og fordeling af ferrit og cementit, hvilket resulterer i forskellige mikrostrukturformer.
Ferrit er en fast opløsning af kulstof i alfajern, almindeligvis repræsenteret ved symbolet "F". Ferritstrukturen består af ligeaksede korn og et kropscentreret kubisk gitter.
Carbid er en forbindelse dannet af jern og kulstof, almindeligvis repræsenteret ved symbolet "Fe3C". Afhængigt af sammensætning og dannelsesbetingelser kan cementit antage forskellige former.
Pearlit er en mekanisk blanding af ferrit og cementit, almindeligvis repræsenteret ved symbolet "P". Under normale udglødningsforhold er det en lagdelt struktur dannet af det vekslende arrangement af ferrit og cementit.
Ætsningen af rene metaller og enkeltfasede legeringer-er en kemisk opløsningsproces. Når den polerede prøve er i kontakt med ætsemidlet, bliver deformationsforstyrrelseslaget på den polerede overflade først opløst, og stålets mikrostruktur blotlægges ikke. Derefter opstår den kemiske opløsningseffekt på korngrænserne, og regelmæssigheden af atomarrangementet på korngrænserne er relativt dårlig, hvilket resulterer i hurtig korrosion og dannelse af riller. På dette tidspunkt viser legeringen polygonale korn. Hvis ætsningen fortsætter, vil ætsemidlet selv opløse kornene. På grund af den ujævne opløsningshastighed af hvert korn vil hvert korn efter ætsning blive eksponeret på overfladen med det tætteste atomarrangement. Under lodret lysbestråling vil korn med forskellig lysstyrke blive vist.
Ætseprocessen af to-legeringer er hovedsageligt elektrokemisk ætsning. På grund af deres forskellige sammensætninger og strukturer har forskellige faser forskellige elektrodepotentialer, der danner mange par små lokale celler i ætseopløsningen. Ferrit har et højere elektrodepotentiale som anoden, der opløses og bliver lavt-liggende og ru under ætsning, mens cementit har et positivt potentiale som katode og som udgangspunkt ikke er korroderet. Ferrit fremstår mørkesort under et lysmikroskop, mens cementit fremstår lyst hvidt.
