Observación de la microestructura de materiales bajo un microscopio óptico.
Según sus características estructurales y su contenido de carbono, las aleaciones hierro-carbono se pueden dividir en tres categorías: hierro puro industrial, acero y hierro fundido. El hierro puro industrial contiene menos de 0,0218% en peso de C. Las aleaciones de hierro y carbono con un contenido de carbono inferior al 2,11% en peso se definen como acero, y las aleaciones con un contenido de carbono superior al 2,11% en peso son hierro fundido.
A temperatura ambiente, las microestructuras del acero al carbono y del hierro fundido blanco constan de dos fases fundamentales: ferrita (F) y cementita (Fe₃C). Las diferencias en el contenido de carbono cambian las cantidades relativas, las condiciones de precipitación y la distribución de ferrita y cementita, lo que da como resultado diversas morfologías microestructurales.
La ferrita es una solución sólida de carbono en hierro, denotada por el símbolo "F". La ferrita está formada por granos equiaxiales con una red cristalina cúbica centrada en el cuerpo.
La cementita es un compuesto intermetálico de hierro y carbono, denominado "Fe₃C". La cementita puede existir en diferentes formas dependiendo de su composición y condiciones de formación.
La perlita es una mezcla mecánica de ferrita y cementita, denominada "P". En condiciones normales de recocido, se trata de una estructura laminar formada por capas alternas de ferrita y cementita.
El grabado de metales puros y aleaciones monofásicas es un proceso de disolución química. Cuando una muestra pulida entra en contacto con el agente decapante, la capa alterada y deformada sobre la superficie pulida se disuelve primero, mientras que la microestructura del acero aún no se revela. A esto le sigue una disolución química preferencial en los límites de los granos. La disposición atómica irregular en los límites de los granos se corroe rápidamente para formar ranuras, revelando granos poligonales de la aleación. Si el grabado continúa, el grabador también ataca el interior del grano. Debido a que la velocidad de disolución varía entre los granos, cada grano expone planos atómicos densamente empaquetados después del grabado. Bajo iluminación vertical, los granos muestran un brillo variable.
El grabado de aleaciones de dos fases es principalmente un proceso electroquímico. Las fases con diferentes composiciones y estructuras tienen diferentes potenciales de electrodo, formando numerosas y diminutas células galvánicas locales en el grabador. La ferrita actúa como ánodo con un mayor potencial de electrodo y se disuelve durante el grabado, pareciendo deprimida y áspera. La cementita sirve como cátodo con un potencial positivo y apenas es atacada. Bajo el microscopio óptico, la ferrita aparece oscura y la cementita aparece de color blanco brillante.
