การสังเกตโครงสร้างจุลภาคของวัสดุภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
ตามลักษณะองค์กรและปริมาณคาร์บอนที่แตกต่างกัน โลหะผสมของเหล็กคาร์บอนสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: เหล็กบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรม เหล็กกล้า และเหล็กหล่อ เหล็กบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.0218% C และมีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 2.11% เรียกว่าเหล็ก ในขณะที่โลหะผสมที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 2.11% เรียกว่าเหล็กหล่อ
โครงสร้างจุลภาคของเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กหล่อสีขาวที่อุณหภูมิห้องประกอบด้วยเฟสพื้นฐาน 2 เฟส ได้แก่ เฟอร์ไรต์ (F) และซีเมนไทต์ (Fe3C)
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปริมาณคาร์บอนที่แตกต่างกัน ปริมาณสัมพัทธ์ สภาวะการตกตะกอน และการกระจายตัวของเฟอร์ไรต์และซีเมนไทต์จึงแตกต่างกันไป ส่งผลให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกันหลายรูปแบบ
เฟอร์ไรต์เป็นสารละลายคาร์บอนที่เป็นของแข็งในเหล็กอัลฟ่า โดยทั่วไปจะมีสัญลักษณ์ "F" แทน โครงสร้างเฟอร์ไรต์ประกอบด้วยเกรนที่เท่ากันและโครงตาข่ายลูกบาศก์ที่อยู่ตรงกลางตัวเครื่อง
คาร์ไบด์เป็นสารประกอบที่เกิดจากเหล็กและคาร์บอน โดยทั่วไปจะมีสัญลักษณ์ "Fe3C" แทน ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและสภาวะการก่อตัว ซีเมนไทต์อาจมีรูปแบบที่แตกต่างกัน
เพิร์ลไลต์เป็นส่วนผสมเชิงกลของเฟอร์ไรต์และซีเมนไทต์ โดยทั่วไปจะมีสัญลักษณ์ "P" แทน ภายใต้สภาวะการหลอมตามปกติ มันเป็นโครงสร้างชั้นที่เกิดจากการจัดเรียงสลับกันของเฟอร์ไรต์และซีเมนไทต์
การกัดโลหะบริสุทธิ์และโลหะผสมเฟสเดียว-เป็นกระบวนการละลายทางเคมี เมื่อตัวอย่างขัดเงาสัมผัสกับสารกัดกร่อน ชั้นการรบกวนการเสียรูปบนพื้นผิวขัดเงาจะถูกละลายในขั้นแรก และจะไม่สัมผัสกับโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก จากนั้นจะส่งผลต่อการละลายทางเคมีต่อขอบเขตของเกรน และความสม่ำเสมอของการจัดเรียงอะตอมบนขอบเขตของเกรนค่อนข้างต่ำ ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรวดเร็วและการก่อตัวของร่อง ในเวลานี้ โลหะผสมจะแสดงเม็ดโพลิกอน หากการกัดยังคงดำเนินต่อไป สารกัดกร่อนจะละลายเมล็ดข้าวเอง เนื่องจากอัตราการละลายที่ไม่สม่ำเสมอของแต่ละเกรน หลังจากการกัดเซาะ แต่ละเกรนจะถูกสัมผัสบนพื้นผิวด้วยการจัดเรียงอะตอมที่หนาแน่น ภายใต้การฉายรังสีแสงแนวตั้ง เกรนที่มีความสว่างต่างกันจะปรากฏขึ้น
กระบวนการกัดกรดของโลหะผสมสองเฟส-ส่วนใหญ่เป็นการกัดด้วยเคมีไฟฟ้า เนื่องจากองค์ประกอบและโครงสร้างที่แตกต่างกัน เฟสที่ต่างกันจึงมีศักยภาพของอิเล็กโทรดที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดเซลล์ท้องถิ่นขนาดเล็กหลายคู่ในสารละลายกัดกรด เฟอร์ไรต์มีศักยภาพของอิเล็กโทรดที่สูงกว่าในฐานะแอโนด ซึ่งจะละลายและมีค่าต่ำ-และมีความหยาบระหว่างการกัด ในขณะที่ซีเมนไทต์มีศักยภาพเชิงบวกในฐานะแคโทด และโดยพื้นฐานแล้วไม่ได้สึกกร่อน เฟอร์ไรต์จะปรากฏเป็นสีดำเข้มภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ในขณะที่ซีเมนไทต์จะปรากฏเป็นสีขาวสว่าง
