광학현미경을 이용한 재료의 미세구조 관찰
조직적 특성과 다양한 탄소 함량에 따라 철 탄소 합금은 산업용 순철, 강철 및 주철의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 탄소 함량이 0.0218% C 미만이고 탄소 함량이 2.11% 미만인 산업용 순철을 강철이라고 하며, 탄소 함량이 2.11%를 초과하는 합금을 주철이라고 합니다.
실온에서 탄소강과 백주철의 미세 구조는 페라이트(F)와 시멘타이트(Fe3C)의 두 가지 기본 상으로 구성됩니다.
그러나 탄소 함량의 차이로 인해 페라이트와 시멘타이트의 상대량, 석출 조건, 분포가 달라지고 결과적으로 다양한 미세 구조 형태가 나타납니다.
페라이트는 알파철에 탄소가 용해된 고체 용액으로 일반적으로 기호 "F"로 표시됩니다. 페라이트 구조는 등축 결정립과 체심 입방 격자로 구성됩니다.
탄화물은 철과 탄소로 구성된 화합물로 일반적으로 기호 "Fe3C"로 표시됩니다. 조성 및 형성 조건에 따라 시멘타이트는 다양한 형태를 취할 수 있습니다.
펄라이트는 페라이트와 시멘타이트의 기계적 혼합물로 일반적으로 기호 "P"로 표시됩니다. 정상적인 어닐링 조건에서는 페라이트와 시멘타이트가 교대로 배열되어 형성된 층상 구조입니다.
순수 금속 및 단상 합금의 에칭은-화학적 용해 과정입니다. 연마된 시료가 에칭제와 접촉하면 연마된 표면의 변형 교란층이 먼저 용해되어 강의 미세조직이 노출되지 않습니다. 그러면 결정립계에 화학적 용해 효과가 발생하고, 결정립계의 원자 배열의 규칙성이 상대적으로 좋지 않아 급격한 부식이 발생하고 홈이 형성됩니다. 이때 합금은 다각형의 결정립을 나타낸다. 에칭이 계속되면 에칭제가 입자 자체를 용해시킵니다. 각 입자의 용해 속도가 고르지 않기 때문에 에칭 후 각 입자는 가장 조밀한 원자 배열로 표면에 노출됩니다. 수직광을 조사하면 밝기가 다른 입자가 표시됩니다.
2상 합금의 에칭 공정은 주로 전기화학적 에칭입니다. 서로 다른 구성과 구조로 인해 서로 다른 위상은 서로 다른 전극 전위를 가지며 에칭 용액에 많은 쌍의 작은 로컬 셀을 형성합니다. 페라이트는 양극으로서 전극 전위가 높아 식각 시 녹아서 낮게{3}} 거칠어지는 반면, 시멘타이트는 음극으로서 양극 전위를 가지며 기본적으로 부식되지 않습니다. 광학현미경으로 보면 페라이트는 짙은 검정색으로 보이는 반면, 시멘타이트는 밝은 흰색으로 보입니다.
