مشاهده ریزساختار مواد با استفاده از میکروسکوپ نوری

مشاهده ریزساختار مواد با استفاده از میکروسکوپ نوری

آلیاژهای کربن آهن را با توجه به خصوصیات سازمانی و محتویات کربن مختلف می توان به سه دسته آهن خالص صنعتی، فولاد و چدن تقسیم کرد. آهن خالص صنعتی با محتوای کربن کمتر از 0.0218٪ C و محتوای کربن کمتر از 2.11٪ فولاد و آلیاژهایی با محتوای کربن بیشتر از 2.11٪ چدن نامیده می شوند.

ریزساختار فولاد کربنی و چدن سفید در دمای اتاق از دو فاز اصلی فریت (F) و سمنتیت (Fe3C) تشکیل شده است.

با این حال، به دلیل محتویات کربن مختلف، مقادیر نسبی، شرایط بارش و توزیع فریت و سمنتیت متفاوت است و در نتیجه اشکال مختلف ریزساختار ایجاد می‌شود.

فریت محلول جامد کربن در آهن آلفا است که معمولاً با نماد "F" نشان داده می شود. ساختار فریت از دانه های هم محور و یک شبکه مکعبی در مرکز بدن تشکیل شده است.

کاربید ترکیبی است که از آهن و کربن تشکیل شده است که معمولاً با نماد "Fe3C" نشان داده می شود. بسته به ترکیب و شرایط تشکیل، سمنتیت می تواند اشکال مختلفی داشته باشد.

پرلیت مخلوطی مکانیکی از فریت و سیمانیت است که معمولاً با نماد "P" نشان داده می شود. در شرایط نرمال بازپخت، ساختار لایه ای است که از آرایش متناوب فریت و سمنتیت تشکیل شده است.

حکاکی فلزات خالص و آلیاژهای تک فاز- یک فرآیند انحلال شیمیایی است. هنگامی که نمونه صیقلی در تماس با عامل اچ است، ابتدا لایه اختلال تغییر شکل روی سطح صیقلی حل می شود و ریزساختار فولاد در معرض دید قرار نمی گیرد. سپس، اثر انحلال شیمیایی بر روی مرز دانه‌ها رخ می‌دهد و منظم بودن آرایش اتمی روی مرز دانه‌ها نسبتا ضعیف است و در نتیجه خوردگی سریع و ایجاد شیارها ایجاد می‌شود. در این زمان آلیاژ دانه های چند ضلعی را نشان می دهد. اگر اچینگ ادامه پیدا کند، عامل اچینگ خود دانه ها را حل می کند. به دلیل سرعت انحلال ناهموار هر دانه، پس از اچینگ، هر دانه با متراکم ترین آرایش اتمی بر روی سطح قرار می گیرد. تحت تابش نور عمودی، دانه هایی با روشنایی متفاوت نمایش داده می شوند.

فرآیند اچینگ آلیاژهای دو فازی عمدتاً حکاکی الکتروشیمیایی است. فازهای مختلف به دلیل ترکیبات و ساختارهای متفاوت، پتانسیل های الکترودی متفاوتی دارند و جفت سلول های محلی کوچک زیادی را در محلول اچینگ تشکیل می دهند. فریت دارای پتانسیل الکترود بالاتری به عنوان آند است که در حین اچ کردن حل می‌شود و حالت خشن و ناهمواری پیدا می‌کند، در حالی که سیمانیت دارای پتانسیل مثبت به عنوان کاتد است و اساساً خورده نمی‌شود. فریت در زیر میکروسکوپ نوری سیاه تیره به نظر می رسد، در حالی که سمنتیت سفید روشن به نظر می رسد.