Pozorování mikrostruktury materiálů pod optikou
Podle strukturních charakteristik a obsahu uhlíku lze slitiny železo-uhlík rozdělit do tří kategorií: průmyslové čisté železo, ocel a litina. Průmyslové čisté železo obsahuje méně než 0,0218 % hm. C. Slitiny železo-uhlík s obsahem uhlíku pod 2,11 % hm. jsou definovány jako ocel a slitiny s obsahem uhlíku nad 2,11 % hm.
Při pokojové teplotě se mikrostruktury uhlíkové oceli a bílé litiny skládají ze dvou základních fází: feritu (F) a cementitu (Fe₃C). Rozdíly v obsahu uhlíku mění relativní množství, srážecí podmínky a distribuci feritu a cementitu, což má za následek různé mikrostrukturální morfologie.
Ferit je pevný roztok uhlíku v železe, označený symbolem „F“. Ferit se skládá z rovnoosých zrn s kubickou krystalickou mřížkou centrovanou na tělo.
Cementit je intermetalická sloučenina železa a uhlíku, označovaná jako „Fe₃C“. Cementit může existovat v různých formách v závislosti na jeho složení a podmínkách vzniku.
Perlit je mechanická směs feritu a cementitu, označovaná „P“. Za normálních podmínek žíhání se jedná o lamelární strukturu tvořenou střídajícími se vrstvami feritu a cementitu.
Leptání čistých kovů a jednofázových slitin je proces chemického rozpouštění. Při kontaktu leštěného vzorku s leptadlem se nejprve rozpustí deformovaná narušená vrstva na leštěném povrchu, přičemž mikrostruktura oceli ještě není odhalena. Následuje preferenční chemické rozpouštění na hranicích zrn. Nepravidelné atomové uspořádání na hranicích zrn rychle koroduje za vzniku drážek, které odhalují polygonální zrna slitiny. Pokud leptání pokračuje, leptadlo napadá i vnitřky zrn. Protože se rychlost rozpouštění u jednotlivých zrn liší, každé zrnko po leptání obnažuje hustě nahromaděné atomové roviny. Při vertikálním osvětlení vykazují zrna různý jas.
Leptání dvoufázových slitin je převážně elektrochemický proces. Fáze s různým složením a strukturou mají různé elektrodové potenciály a vytvářejí v leptadle četné drobné lokální galvanické články. Ferit působí jako anoda s vyšším elektrodovým potenciálem a během leptání se rozpouští, působí stlačeně a drsně. Cementit slouží jako katoda s kladným potenciálem a je sotva napaden. Pod optickým mikroskopem se ferit jeví jako tmavý a cementit se jeví jako jasně bílý.
