Materiaalien mikrorakenteen havainnointi optisella mikroskoopilla
Organisaation ominaisuuksien ja erilaisten hiilipitoisuuksien mukaan rautahiililejeeringit voidaan jakaa kolmeen luokkaan: teollinen puhdas rauta, teräs ja valurauta. Teollista puhdasta rautaa, jonka hiilipitoisuus on alle 0,0218 % C ja hiilipitoisuus alle 2,11 %, kutsutaan teräkseksi, kun taas metalliseoksia, joiden hiilipitoisuus on yli 2,11 %, kutsutaan valuraudaksi.
Hiiliteräksen ja valkoisen valuraudan mikrorakenne huoneenlämpötilassa koostuu kahdesta perusfaasista, ferriitistä (F) ja sementiitistä (Fe3C).
Erilaisten hiilipitoisuuksien vuoksi ferriitin ja sementiitin suhteelliset määrät, saostumisolosuhteet ja jakautuminen vaihtelevat, mikä johtaa erilaisiin mikrorakennemuotoihin.
Ferriitti on kiinteä hiilen liuos alfaraudassa, jota yleensä edustaa symboli "F". Ferriittirakenne koostuu tasaakselisista rakeista ja runkokeskeisestä kuutiohilasta.
Karbidi on raudan ja hiilen muodostama yhdiste, jota yleisesti edustaa symboli "Fe3C". Sementiitillä voi olla erilaisia muotoja koostumuksesta ja muodostumisolosuhteista riippuen.
Perliitti on ferriitin ja sementiitin mekaaninen seos, jota yleensä edustaa symboli "P". Normaaleissa hehkutusolosuhteissa se on kerrosrakenne, joka muodostuu ferriitin ja sementiitin vuorottelevasta järjestelystä.
Puhtaiden metallien ja yksifaasisten metalliseosten{0}}etsaus on kemiallinen liukenemisprosessi. Kun kiillotettu näyte on kosketuksissa etsausaineen kanssa, kiillotetun pinnan muodonmuutosta häiritsevä kerros liukenee ensin, eikä teräksen mikrorakenne paljastu. Tällöin tapahtuu kemiallinen liukenemisvaikutus raerajoille ja atomien järjestelyn säännöllisyys raerajoilla on suhteellisen huono, mikä johtaa nopeaan korroosioon ja urien muodostumiseen. Tällä hetkellä lejeeringissä näkyy monikulmiorakeita. Jos etsaus jatkuu, etsausaine liuottaa rakeet itse. Johtuen kunkin rakeen epätasaisesta liukenemisnopeudesta, etsauksen jälkeen jokainen rake paljastuu pinnalle tiheimmällä atomijärjestelyllä. Pystysuorassa valosäteilyssä jyviä, joiden kirkkaus on erilainen, näytetään.
Kaksivaiheisten metalliseosten etsausprosessi on pääasiassa sähkökemiallinen etsaus. Erilaisista koostumuksistaan ja rakenteistaan johtuen eri faaseilla on erilaiset elektrodipotentiaalit, jotka muodostavat useita pieniä paikallisia kennoja etsausliuoksessa. Ferriitillä on korkeampi elektrodipotentiaali anodina, joka liukenee ja muuttuu matalalla-makaavaksi ja karkeaksi etsauksen aikana, kun taas sementiitillä on positiivinen potentiaali katodina, eikä se periaatteessa syöpy. Ferriitti näyttää tumman mustalta valomikroskoopilla, kun taas sementiitti näyttää kirkkaan valkoiselta.
