Pozorování mikrostruktury materiálů pomocí optického mikroskopu
Podle organizačních charakteristik a různého obsahu uhlíku lze slitiny železa a uhlíku rozdělit do tří kategorií: průmyslové čisté železo, ocel a litina. Průmyslově čisté železo s obsahem uhlíku menším než 0,0218 % C a obsahem uhlíku menším než 2,11 % se nazývá ocel, zatímco slitiny s obsahem uhlíku větším než 2,11 % se nazývají litina.
Mikrostruktura uhlíkové oceli a bílé litiny při pokojové teplotě je složena ze dvou základních fází, feritu (F) a cementitu (Fe3C).
V důsledku různých obsahů uhlíku se však relativní množství, srážecí podmínky a distribuce feritu a cementitu liší, což má za následek různé formy mikrostruktury.
Ferit je pevný roztok uhlíku v alfa železe, běžně reprezentovaný symbolem „F“. Feritová struktura se skládá z rovnoosých zrn a kubické mřížky se středem těla.
Karbid je sloučenina tvořená železem a uhlíkem, běžně představovaná symbolem „Fe3C“. V závislosti na složení a podmínkách vzniku může cementit nabývat různých forem.
Perlit je mechanická směs feritu a cementitu, běžně označovaná symbolem „P“. Za normálních podmínek žíhání se jedná o vrstvenou strukturu tvořenou střídavým uspořádáním feritu a cementitu.
Leptání čistých kovů a jednofázových{0} slitin je proces chemického rozpouštění. Když je leštěný vzorek v kontaktu s leptacím činidlem, deformační narušená vrstva na leštěném povrchu se nejprve rozpustí a mikrostruktura oceli není obnažena. Poté dochází k chemickému rozpouštěcímu účinku na hranicích zrn a pravidelnost atomového uspořádání na hranicích zrn je relativně špatná, což má za následek rychlou korozi a tvorbu rýh. V tomto okamžiku slitina vykazuje polygonální zrna. Pokud leptání pokračuje, leptací prostředek zrna sama rozpustí. Vzhledem k nerovnoměrné rychlosti rozpouštění každého zrna bude po leptání každé zrno vystaveno na povrchu s nejhustším atomovým uspořádáním. Při vertikálním ozáření světlem se zobrazí zrna s různým jasem.
Proces leptání dvou{0}}fázových slitin je převážně elektrochemické leptání. Různé fáze mají díky svému různému složení a struktuře různé elektrodové potenciály, které tvoří mnoho párů malých lokálních buněk v leptacím roztoku. Ferit má vyšší elektrodový potenciál jako anoda, která se během leptání rozpouští a stává se nízko-položeným a drsným, zatímco cementit má kladný potenciál jako katoda a v podstatě nekoroduje. Ferit se pod světelným mikroskopem jeví jako tmavě černý, zatímco cementit se jeví jako jasně bílý.
