Quan sát cấu trúc vi mô của vật liệu dưới kính hiển vi quang học
Theo đặc điểm tổ chức và hàm lượng carbon khác nhau, hợp kim carbon sắt có thể được chia thành ba loại: sắt nguyên chất công nghiệp, thép và gang. Sắt nguyên chất công nghiệp có hàm lượng cacbon dưới 0,0218% C và hàm lượng cacbon dưới 2,11% được gọi là thép, trong khi hợp kim có hàm lượng cacbon lớn hơn 2,11% được gọi là gang.
Cấu trúc vi mô của thép cacbon và gang trắng ở nhiệt độ phòng bao gồm hai pha cơ bản là ferit (F) và xi măngit (Fe3C).
Tuy nhiên, do hàm lượng cacbon khác nhau nên số lượng tương đối, điều kiện kết tủa và sự phân bố của ferit và xi măng cũng khác nhau, dẫn đến nhiều dạng cấu trúc vi mô khác nhau.
Ferrite là dung dịch rắn của cacbon trong sắt alpha, thường được biểu thị bằng ký hiệu "F". Cấu trúc ferit bao gồm các hạt đẳng trục và mạng lập phương tâm khối.
Cacbua là hợp chất được hình thành bởi sắt và cacbon, thường được ký hiệu bằng ký hiệu "Fe3C". Tùy thuộc vào thành phần và điều kiện hình thành, xi măng có thể có các dạng khác nhau.
Pearlite là hỗn hợp cơ học của ferit và xi măng, thường được biểu thị bằng ký hiệu "P". Trong điều kiện ủ bình thường, nó là một cấu trúc phân lớp được hình thành do sự sắp xếp xen kẽ của ferit và xi măng.
Quá trình ăn mòn kim loại nguyên chất và hợp kim{0}một pha là một quá trình hòa tan hóa học. Khi mẫu được đánh bóng tiếp xúc với chất ăn mòn, lớp nhiễu loạn biến dạng trên bề mặt được đánh bóng trước tiên sẽ bị hòa tan và cấu trúc vi mô của thép không bị lộ ra. Sau đó, hiệu ứng hòa tan hóa học trên ranh giới hạt xảy ra và sự sắp xếp đều đặn của các nguyên tử trên ranh giới hạt tương đối kém, dẫn đến ăn mòn nhanh chóng và hình thành các rãnh. Tại thời điểm này, hợp kim có các hạt đa giác. Nếu quá trình ăn mòn tiếp tục, chất ăn mòn sẽ tự hòa tan các hạt. Do tốc độ hòa tan của mỗi hạt không đồng đều nên sau khi ăn mòn, mỗi hạt sẽ lộ ra trên bề mặt với sự sắp xếp nguyên tử dày đặc. Dưới sự chiếu xạ ánh sáng thẳng đứng, các hạt có độ sáng khác nhau sẽ được hiển thị.
Quá trình ăn mòn của hợp kim hai pha-chủ yếu là ăn mòn điện hóa. Do thành phần và cấu trúc khác nhau, các pha khác nhau có thế điện cực khác nhau, tạo thành nhiều cặp tế bào cục bộ nhỏ trong dung dịch ăn mòn. Ferrite có điện thế cao hơn làm cực dương, nó bị hòa tan và trở nên-nằm thấp và thô ráp trong quá trình ăn mòn, trong khi đó, xi măngit có điện thế dương làm cực âm và về cơ bản không bị ăn mòn. Ferrite có màu đen sẫm dưới kính hiển vi ánh sáng, trong khi đó, xi măng có màu trắng sáng.
