Pengamatan Struktur Mikro Bahan di Bawah Optik
Menurut karakteristik struktural dan kandungan karbonnya, paduan besi-karbon dapat dibagi menjadi tiga kategori: besi murni industri, baja, dan besi tuang. Besi murni industri mengandung kurang dari 0,0218% berat C. Paduan besi‑karbon dengan kandungan karbon di bawah 2,11% berat didefinisikan sebagai baja, dan paduan dengan kandungan karbon di atas 2,11% berat disebut besi tuang.
Pada suhu kamar, struktur mikro baja karbon dan besi cor putih terdiri dari dua fase dasar: ferit (F) dan sementit (Fe₃C). Perbedaan kandungan karbon mengubah jumlah relatif, kondisi curah hujan dan distribusi ferit dan sementit, sehingga menghasilkan morfologi mikrostruktur yang beragam.
Ferit adalah larutan padat karbon dalam besi, dilambangkan dengan simbol "F". Ferit terdiri dari butiran equiaxed dengan kisi kristal kubik yang berpusat pada badan.
Sementit adalah senyawa intermetalik besi dan karbon, dilambangkan dengan "Fe₃C". Sementit dapat hadir dalam berbagai bentuk tergantung pada komposisi dan kondisi pembentukannya.
Perlit adalah campuran mekanis ferit dan sementit, dilambangkan dengan "P". Dalam kondisi anil normal, ini adalah struktur pipih yang dibentuk oleh lapisan ferit dan sementit yang berselang-seling.
Pengetsaan logam murni dan paduan fase tunggal adalah proses pelarutan kimia. Ketika spesimen yang dipoles bersentuhan dengan etsa, lapisan terganggu yang terdeformasi pada permukaan yang dipoles akan larut terlebih dahulu, sedangkan struktur mikro baja belum terlihat. Hal ini diikuti oleh pelarutan kimia preferensial pada batas butir. Susunan atom yang tidak teratur pada batas butir dengan cepat terkorosi untuk membentuk alur, memperlihatkan butiran poligonal dari paduan tersebut. Jika proses etsa berlanjut, proses etsa juga akan menyerang bagian dalam butiran. Karena laju disolusi bervariasi antar butir, setiap butir memperlihatkan bidang atom padat setelah etsa. Di bawah pencahayaan vertikal, butiran menunjukkan kecerahan yang bervariasi.
Pengetsaan paduan dua fase pada dasarnya merupakan proses elektrokimia. Fase dengan komposisi dan struktur berbeda memiliki potensial elektroda berbeda, membentuk banyak sel galvanik lokal kecil dalam etsa. Ferit bertindak sebagai anoda dengan potensial elektroda lebih tinggi dan larut selama pengetsaan, tampak tertekan dan kasar. Sementit berfungsi sebagai katoda dengan potensi positif dan hampir tidak diserang. Di bawah mikroskop optik, ferit tampak gelap dan sementit tampak putih cerah.
