مقاله شماره 4

متالوگرافی چیست؟

متالوگرافي عبارتست از بررسي و مطالعه ساختار داخلي فلزات و ساير مواد از جمله پليمرها ، سراميكها و غيره كه گروهي نيز آنرا علم ماده شناسي ناميده اند که به صورت میکروسکوپی و ماکروسکوپی انجا می پذیرد.

تاريخچه اين علم از كشف دانشمند بزرگي به نام سوربيSORBY  مبني بر امكان پوليش و ا چ كردن سطوح مختلف فلزي و مشاهده جزئيات ساختماني آنها با چشم مسلح يا غير مسلح آغاز مي شود . پس از آن نيز اين علم به سرعت جاي خود را به عنوان يكي از پايه هاي اساسي متالورژي باز نموده و تا به امروز كه با پيدايش ميكروسكوپهاي الكتروني پيشرفته بشر قادر به تجزيه و تحليل دقيق اجزاء تشكيل دهندة فازهاي مختلف در شبكة ساختماني مواد گوناگون مي باشد ، اين جايگاه را به خوبي حفظ نموده است . بطور كلي مطالعات متالوگرافي علاوه بر اطلاعات گسترده اي كه در زمينه تركيب شيميايي و خواص مختلف ماده به ما ميدهد ، ساختمان كريستالي آن را نيز برايمان آشكار ساخته و اطلاعات ارزشمندي نيز در رابطه با تاريخچه كار مكانيكي يا عمليات حرارتي انجام شده بر روي آن در اختيار ما قرار مي دهد. بنابر اين به جرأت ميتوان گفت كه دانشمندان و مهندسين امروز بدون دانستن اصول مدرن متالوگرافي و استفاده بهينه از اين علم قادر به حل مسائل روزمره خود نخواهند بود و امروزه چه در فعاليت هاي صنعتي و كنترل كيفيت و چه در فعاليت هاي تحقيقاتي و پژوهشي اين علم از جمله ابزار هاي مهم كار هر مهندس و پژوهشگري به شمار ميرود .

در واقع متالوگرافی اولین مرحله برای مشاهده سطح اجسام می باشد. با متالوگرافی، در حقیقت ما سطح جسم را برای مشاهده، البته با چشم مسلح یا غیر مسلح آماده می کنیم.سالیان دراز طول كشید تا دانشمندان و پژوهشگران بتوانند راهی برای بزرگ نمایی اجسام پیدا كنند و به چنان قدرتی در این عرصه دست یابند كه حتی مقیاس نانو نیز به جولانگاهی برای مطالعه دانشمندان علم مواد تبدیل شود. اما بزرگ نمایی تنها مشكل اجسام مشاهده نبود. بررسی‌های بیشتر دانشمندان نشان داد كه مشاهده نوع ساختار سطح مواد نیازمند یك سری عملیات ابتدایی به منظور آماده‌سازی آن است. بعد از آماده‌سازی سطح نمونه ما قادر به شناسایی ساختار هستیم. در نتیجه می‌توانیم به خواص فیزیكی و مكانیكی مواد پی ببریم و در نهایت آنها را تغییر دهیم.

متالوگرافي عبارتست از بررسي و مطالعه ساختمان سطح مقطع فلزات و آلياژها كه به دو روش ماكروسكوپي و ميكروسكوپي صورت ميگيرد . مطالعه ساختمان ماكروسكوپي را ماكروگرافي و ساختمان ميكروسكوپي را ميكروگرافي مي نامند . ساختمان ماكروسكوپي عبارتست از ساختمان فلزات و آلياژها كه با چشم غير مسلح يا بزرگنمايي هاي كم قابل رويت باشد . اين ساختمان را ميتوان مستقيماًَبر سطح قطعه كار يا بر مقطع شكست آن و يا اغلب بر نمونه هايي كه از شمش هاي بزرگ يا قطعه كارها گرفته ميشود مطالعه نمود . در اينجا ابتدا سطح نمونه صيقلي شده و سپس توسط عوامل شيميايي مخصوص اچ مي گردد . عملي كه محلولهاي اچ انجام ميدهند حل كردن سطح فلز و نشان دادن اجزاء مختلف آن و نمايش حفره ها ، تَركها و ديگر معايب موجود ميباشد . ميكرو گرافي عبارتست از مطالعه ساختمان داخلي فلزات و آلياژها در زير يك ميكروسكوپ با بزرگنمايي هايي از 75 تا 1500 برابر يا بيشتر . ساختمان هايي كه بدين صورت مساهده مي شوند ساختمان ميكروسكوپي يا نامرئي ناميده مي شوند . هدف از مطالعه متالوگرافي تعيين ساختمان داخلي و بررسي آن از نظر دانه بندي ، مرز دانه ها ، توزيع دانه ها و فازهاي تشكيل دهنده فلز مي باشد . علاوه بر آن مي توان آشكار كردن مشخصات ساختماني ، برخي از انواع اثرات كار مكانيكي ، كشف عيوب ريز ( ذرات غير فلزي ، تركهاي كوچك و غيره ) و در برخي موارد تعيين عناصر شيميايي آلياژها را نيز در زمره اهداف مطالعات متالوگرافي قرار دارد . براي بررسي و مطالعه سطح مقطع يك فلز بايد مراحل زير را طي كرد:

  • نمونه برداري از قطعه مورد بررسي
  • آماده كردن سطح نمونه ( شامل سنگ زني ، سنباده زدن ، پوليش كردن و اچ كردن )
  •  بررسي سطح مقطع به طريق ميكروسكوپي و ماكروسكوپي اكنون به تشريح هر يك از مراحل فوق مي پردازيم .

نمونه برداری :

نمونه برداري از قطعه مورد نظر براي مطالعه سطح مقطع يك فلز بايستي از آن نمونه برداري كرد . نمونه بايد از قسمتي از قطعه برداشته شود كه با ساير مناطق ساختار ، مشابهت دارد . به طوري كه با توجه به آن بتوان روي خواص كلي قطعه اظهار نظر نمود . مشاهدات ميكرو گرافي بر نمونه هايي به نام مقطع كوچك MICROSECTION انجام مي گيرد . اين كار با برداشتن نمونه كوچكي به شكل مكعب و به ابعاد 10 ميليمتر و يا پولكي به قطر 15 و ارتفاع 15 ميليمتر از فلز صورت ميگيرد . پس اولين مرحله براي مطالعات متالوگرافي شامل نمونه برداري از قطعه كار است كه اين كار به كمك اره دستي يا ماشينی  انجام  می شود.نوبت به آماده کردن سطح نمونهمی رسد.
 

آماده سازی نمونه

اماده سازی نمونه متالوگرافی

ما دو دسته عملیات برای آماده سازی انجام می دهیم. اول یک سری عملیات های فیزیکی از قبیل تمیز کاری و صیقل دادن سطح فلز و سپس یک سری عملیات شیمیایی مثل اچ کردن که مرز دانه ها را برایمان واضح تر می کند.

متلوگرافی نمونه سازی

آماده سازی نمونه متالوگرافی را تا حد زیادی می توان یک هنر دانست. معمولاً در آزمایشگاه های مختلف از شیوه های متفاوتی برای آماده سازی نمونه استفاده می شود. با توجه به اینکه فلزات از نظر سختی و بافت با یکدیگر متفاوت هستند از این رو با توجه به نوع فلز مورد آزمایش روش آماده سازی نمونه ممکن است کمی متفاوت باشد. ولی بصورت کلی عملیات آماده سازی نمونه ها مشابه می باشد. برای آشنایی با فرایند آماده سازی یک نمونه متالوگرافی روش رایج در مورد آهن و فولاد مورد بررسی قرار می گیرد. 

در واقع کلید دست یابی به تفسیری دقیق از یک ریزساختار، آماده سازی صحیح نمونه از ماده تحت آزمایش می باشد.

بنا به تعریف، سطح متالوگرافی آماده شده به روش صحیح باید موارد زیر را تامین نماید:

  • صاف و عاری از خراش، شکاف، زنگ و سایر آلودگی هایی باشد که به سطح صدمه می زنند
  • حاوی کلیه آخال های غیر فلزی سالم باشد
  • عدم وجود هر گونه براده یا تراشه ناشی از ترکیبات بین فلزی سخت و ترد
  • عاری از هر گونه اثرات فلزات مزاحم باشد

در بسیاری از اوقات عملیات تولید تا زمان اتمام فعالیت آزمایشگاه متالوگرافی برای ارزیابی مواردی از قبیل: آیا عملیات حرارتی انجام گرفته، سختی یا اندازه دانه مورد نظر را فراهم نموده است؟ و یا  آیا در عملیات کربن دهی به عمق سختی مطلوب رسیده ایم؟ و مواردی از این قبیل متوقف خواهد شد.

یک نمونه کوچک که از یک قطعه فولادی جدا شده را در نظر بگیرید که یک سطح تخت مناسب در یک طرف این نمونه بوسیله اره کردن و سنگ زنی آمده شده است. روش معمول این است که این نمونه در یک قرص پلاستیکی با قطر یک اینچ 25 میلیمتر و ضخامت یک دوم اینچ نصب می شود به طوری که سطحی از نمونه که قرار است پولیش شود در یک طرف دیسک قرار بگیرد . در یک روش برای تولید این قرص نمونه در داخل یک قالب ساده استوانه ای قرار داده شده و سپس رزین اپوکسی مایع در داخل قالب ریخته می شود.

این مراحل به چهار مرحله مختلف طبقه بندی می شود:

1- سایش نرم  2 – پرداخت خشن  3- پرداخت نهایی  4- اچ کردن

در سه قسمت اول هدف اصلی کاهش ضخامت لایه تغییر شکل یافته زیر سطح نمونه است عملیات برش سنگ زنی و سایش فلز نزدیک به سطح را به شدت تغییر شکل می دهند. ساختار واقعی فلز تنها زمانی آشکار می شود که لایه تغییر شکل یافته کاملا از روی سطح برداشته شود. چون هر مرحله از آماده سازی نمونه نیز به خودی خود باعث تغییر شکل در سطح می شود، بنابراین در هر مرحله باید از ساینده های نرم تر از قبلی استفاده شود. هر ساینده سبب جدا شدن لایه تغییر شکل یافته ناشی از مرحله قبل می شود در حالی که همین ساینده، یک لایه اعوجاج یافته با عمق کمتر نیز تولید می کند.

سنباده زني اصلي در چهار مرحله معمولاًَ به ترتيب بر روي سنباده هاي 400،320،240 و600 تا 1200 صورت ميگيرد كه سنباده 240 خشن ترين و سنباده 1200 نرم ترين آنها ميباشد . هر قدر سنباده نرم تر باشد فشردن نمونه بر روي آن آهسته تر صورت ميگيرد . عمل سنباده زني را ابتدا بر روي كاغذ سنباده خشن شروع كرده و سپس به ترتيب به سنباده هاي نرم مي روند . جهت سنباده زدن از يك ديسك به ديسك بعدي تغيير كرده و هر بار نمونه به اندازه 90 درجه چرخانده ميشود تا خطوطي كه از سنباده قبلي حاصل شده است در مرحله بعد كاملاًَ محو گردد و هر بار خطوطي عمود بر خطوط قبلي ايجاد شود . در ضمن هر چه سنباده نرم تر باشد عمل سنباده زني ملايمتر و با اعمال فشار كمتر و صرف وقت بيشتر صورت ميپذيد در پايان هر مرحله سنباده زدن و پيش از شروع مرحله بعدي بر روي سنباده نرم تر لازم است نمونه به دقت شسته شود تا ذرات درشت تر سنباده مرحله قبل ، صفحه سنباده بعدي را آلوده نكند. حال اگر سنباده زني بر روي سنباده هايي صورت گيرد كه آب از روي آنها جريان دارد ديگر لزومي به تميز كردن نمونه در بين مراحل نخواهند بود . در خاتمه عمليات سنباده زني بايد نمونه را شست و خشك كرد و فوراًَ به مرحله بعدي عمليات كه پوليش كردن است منتقل نمود .  پوليش كردن و صيقل دادن نمونه ها پوليش كردن براي از بين بردن تمام خطوط باقيمانده بر روي نمونه صورت مي گيرد

پولیش

تکنیک های پولیش فولاد به ساختار آنها بستگی دارد. برا ی نمونه هایی با ساختار پرلیت یا کاربید، برای جلوگیری از ایجاد برجستگی ساختاری، باید زمان پولیش کوتاه و تعداد مراحل کم باشد. برای اچ کردن مرز دانه های فریت زمان پولیش طولانی است و بعد از هر مرحله پولیش، نمونه اچ می گردد. ساختارهای کاربیدی و پرلیتی می توانند با پارچه نمد کنواس و خمیر الماس ۶ میکرون به مدت ۱ دقیقه پولیش شوند و در ادامه با خمیر الماس ۱ میکرون بر روی پارچه با پرز متوسط پولیش شوند. در هر دو مرحله پولیش با خمیر الماس با استفاده از نیروی نسبتاً بالا با سرعت پایین دستگاه درحالی که نمونه در جهت عقربه ساعت می چرخد، پولیش شود. اگر از خمیر قابل حل در آب استفاده می کنید بعد از پولیش سطح نمونه با یک پارچه کتان مرغوب و آب تمیز گردد. سپس با الکل شسته و خشک گردد. سپس نمونه باید بر روی نمد پرز متوسط و محلول SiO2 ۰۴/۰ میکرون پولیش گردد. اگر از نمد پولیش پشت چسب دار استفاده می شود از یک شیشه یا یک صفحه پلاستیکی به جای دیسک می توان استفاده کرد. اگر نمونه حاوی بیشتر از ۱ درصد سیلیسیم است، ترکیبات SiO2 ناشی از پولیش کاری باید با الکل طبیعی وپارچه کتان تمیز شود. سپس با آب و الکل شسته شده و خشک گردد. در نمونه ای که قرار است مرزهای دانه فریت مورد بررسی قرار گیرد می توان با استفاده از خمیر الماس ۶ میکرون بر روی نمد کم پرز و با سرعت کم به مدت ۱ دقیقه نمونه را پولیش کرد و با نایتال ۲ درصد به مدت ۱۵ ثانیه اچ نمود و سپس به مدت ۲ دقیقه با استفاده از محلول آلومینای ۳/۰ میکرون مجدداً بر روی نمد با پرز متوسط و سرعت پایین پولیش نموده و به مدت ۱۵ ثانیه اچ مجدد شود. و بعد از آن به مدت ۱ دقیقه با محلول ۳/۰ میکرون آلومینا پولیش مجدد گردد. پولیش نهایی با استفاده از SiO2 برای مدت ۳۰ ثانیه بر روی نمد با پرز متوسط به صورت ساکن باید انجام شود. بعد از هر مرحله نمونه باید با الکل و پارچه تمیز گردد و سپس سریع خشک گردد. برای حفظ ناخالصی های غیر فلزی می توان از خمیر ۶ میکرون بر روی نمد ساکن بدون پرز به مدت ۲ دقیقه و در ادامه از خمیر ۱ میکرون بر روی نمد بدون پرز ثابت و سپس خمیر ۱ میکرون بر روی نمد کم پرز برای مدت ۱ دقیقه استفاده کرد. بعد از هر مرحله پولیش نمونه با الکل و کتان تمیز شده و خشک می گردد. لبه نمونه مانت یا نمونه های بزرگ یا گیره های نگهدارنده باید اریب باشد تا به پارچه پولیش صدمه وارد نکند. نمونه باید در جهت چرخش دیسک چرخانده شود تا از اثرات دنباله دار شدن جلوگیری کند.

اچ کردن

اچ كردن اچ كردن عبارت است از خورندگي سطح فلز به وسيله يك ماده خورنده كه معمولاًَ نوعي اسيد است . بعضي از فلزات بدون اچ كردن تا حدودي ساختمان خود را نشان مي دهند ، ( مانند چدن هاي خاكستري و يا گرافيت كروي كه بدون اچ كردن گرافيتهايشان مشخص مي شود ) . هنگام اچ كردن مرز دانه ها و مناطق پرانرژي سطح خورده شده و دانه بندي قطعه كار مشخص مي شود . همچنين دانه ها و فازهاي مختلف ماده در مقابل مواد خورنده با شدتهاي متفاوتي خورده شده و اين خود موجب تشخيص آنها از يكديگر مي گردد  . بطور كلي علل تشخيص دانه ها و فازهاي مختلف بر روي سطح اچ شده نمونه را مي توان به صورت زير طبقه بندي نمود : 1) اگر يك فلز خالص را كه داراي دانه هاي همگني مي باشد را اچ كنيم مرز دانه ها به صورت خطوط مشبك تيره رنگي آشكار مي شود در بعضي مواضع دانه ها به طور متفاوتي اچ مي شوند زيرا دانه هاي مختلف سطح قطعه را در صفحات كريستالوگرافي متفاوتي با فعاليتهاي شيميايي مختلف قطع مي كنند در نتيجه بعضي دانه ها تقريباًَ با محلول اچ تماس كمتري حاصل كرده و روشن تر باقي مي مانند در صورتي كه بقيه دانه ها به شدت بيشتري خرده شده و تيره ميگردند ، و همين اختلاف در شدت خرده شدن دانه هاي مختلف باعث تشخيص آنها از يكديگر مي گردد . 2) درمورد فلزاتي كه متشكل از فازهاي مختلفي مي باشند مسئله قدري فرق دارد . در اين جا اجزاء مختلف تشكيل دهنده يك فلز غير همگن با شدتهاي مختلفي اچ مي شوند كه اين به واسطه يكسان نبودن حلالت فازهاي مختلف تشكيل دهنده يك فلز در محلول اچ مي باشد . مثلاًَ فولادي را در نظر بگيريد كه داراي دو فاز فريت و سمنتيت است . حال اگر اين فولاد را اچ كرده و در زير ميكروسكوپ مشاهده كنيم خواهيم ديد كه فريت بيشتر از سمنتيت خورده شده است و كريستال هاي فريت در مرز با سمنتيت، تيره تر خواهد بود . 3) در هر نمونه يك سري عيوب ، نابجايي و مرز دانه وجود دارد كه اينها مواضع پر انرژئي مي باشند و در صورت تماس اين مناطق با محلول اچ يا هر محلول خورنده ديگري ، مواضع فوق به شدت خورده شده و زودتر از مناطق ديگر واكنش نشان مي دهند و در نتيجه اگر نمونه اي را اچ كرده ودر زير ميكروسكوپ بررسي كنيم ، مشاهده خواهيم كرد كه ، در مواضع تجمع انرژي مانند مرز دانه ها ، محل برخورد نابجائيها با سطح نمونه و غيره فلز با شدت بيشتري خورده شده و اين مناطق در زير ميكروسكوپ به صورت مواضع تيره تر به چشم مي خورند . نكته اي كه بايد بدان توجه داشت اين است كه با اچ كردن عميق نمونه با اشكالي به نام ETCHIN مواجه خواهيم شد كه موقعيت كريستالو گرافي دانه ها را مشخص مي سازد . عمليات اچ كردن نيز به دوروش شيميايي و و الكتروليتي صورت مي گيرد :

 اچ شيميايي : هدف از انجام اچ شيميايي ظاهر كردن فازهاي مختلف تشكيل دهنده نمونه مي باشد . گاهي اوقات اچ شيميايي براي نشان دادن نا هماهنگي هاي ساختماني ، تصوير فازهاي تشكيل دهنده ، نقايص سطحي و غيره به كار مي رود . بجز در برخي موارد معين عمل اچ كردن اغلب به روش غوطه وري صورت مي گيرد . نمونه بايد از طرف سطح پوليش شده به داخل محلول اچ غوطه ور شده و در طي مدت اچ كردن به آرامي در داخل محلول حركت داده شود . در طي اين مدت نبايد نمونه را با انبر گرفت . روش مناسبي براي تعيين زمان اچ كردن آن است كه طي عمل مرتباًَ نمونه را بررسي كرده و هر وقت ساختمان دانه بندي فلز آشكار شد ( و سطح نمونه براقيت اوليه خود را از دست داد ) فوراًَ عمليات اچ كردن رامتوقف نمود . با مشاهده سطح نمونه در زير ميكروسكوپ مي توان تشخيص داد كه آيا زمان اچ كردن كافي بوده است يا خير . در صورتي كه جزئيات مورد لزوم بر روي سطح قطعه آشكار نشده باشد بايد عمليات اچ كردن بعدي بر روي آن صورت گيرد . قبل از قرار دادن نمونه در زير ميكروسكوپ بايد مطمئن شويد كه نمونه كاملاًَ خشك بوده و هيچگونه رطوبت ، الكل يا استوني بر سطح آن باقي نمانده است . بايد توجه داشت كه سطح اچ شده نمونه را نبايد با پارچه يا حوله هاي آزمايشگاهي پاك كرد . فلزات و آلياژهاي نرم نسبت به تغيير شكل هاي سطحي كه بواسطه عدم دقت در كارهاي دستي صورت مي گيرد بسيار حساس بوده و بعلاوه در فلزات خيلي نرم كه نقطه ذوب خيلي پائيني دارند لايه هاي تغير شكل يافته تحت تبلور مجدد قرار گرفته و در نتيجه ساختمان واقعي فلز در زير لايه اي از كريستالهاي جديد پنهان ميگردد . بهترين راه براي خشك كردن نمونه ها استفاده از دستگاههاي خشك كن مخصوصي است . در صورت بروز هرگونه اشكال و خرابي سطح نمونه ،لازم است كه سطح نمونه را مجدداًَ پوليش و اچ نمائيم

نواع محلولهاي اچ براي اچ شيميايي مواد مختلف:

نوع مادهمحلول اچ كننده نوع ماده
روي خالص يا ناخالص    محلول 50 درصد اسيد كلريدريك غليظ در آب ( از طريق ماليدن پنبه آغشته به محلول اچ بر روي سطح نمونه) روي خالص يا ناخالص
اكثر آلياژهاي مس و آلياژهاي قلع با 10 % آنتيموان  محلول الكلي كلروفريك شامل ، 5 گرم كلروفريك + دو ميلي ليتر اسيد كلريد ريك غليظ + 95 ميلي ليتر الكل صنعتي
آلياژهاي يوتكتيك مس با 4/8 درصد فسفر و آلياژهاي هيپوتكتيك مس با 5/4 درصد فسفرمحلول آبي كلروفريك با تركيبات مختلف ، مثلاًَ 10 گرم كلروفريك 20+ ميلي ليتر اسيد كلريد ريك غليظ + 80 ميلي ليتر آب
براي آشكار ساختن جدايش كريستالي (CORING ) در آلياژهاي مس بخصوص آلياژهاي مسي با 37 در صد روي و نيز براي اچ كردن نمونه هاي هيپريوتكتيك مس با 5/10 درصد فسفرمحلول آمونياك / آب اكسيژنه ، شامل يك قسمت آمونياك قوي (88/0 ) + يك قسمت آب اكسيژنه ( 20 درصد حجمي ) در دو قسمت آب طرز اچ كردن : نمونه زا به مدت چند ثانيه در محلول غوطه ور سازيد تا زماني كه سطح آن تا اندازه اي تيره گردد . بعد از خشك كردن نمونه سطح آن نبايد با هيچ چيزي تماس پيدا كند .
براي اچ كردن آلياژهاي آلومينيوم      مخلوط اسيدها شامل ، 95 ميلي ليتر آب + 5/1 ميلي ليتر اسيد كلريد ريك غليظ + 5/2 ميلي ليتر اسيد نيتريك غليظ + 5/0 ميلي ليتر اسيد فلوريد ريك (45 درصد )
راي اچ كردن فولادها و چدن هامحلول نايتال 2 شامل ، 2 درصد حجمي اسيد نيتريك غليظ در الكل ، بايد توجه داشت كه اسيد را به الكل اضافه كنيد نه برعكس
براي تشخيص كاربيد آهن و فريت در فولادها  محلول قليايي پيكرات سديم ، شامل 2 گرم اسيد پيكريك + 25 گرم هيدروكسيد سديم + 100 ميلي ليتر آب . چنانچه در حالت جوشان به مدت 10 دقيقه يا بيشتر اچ نمائيم كاربيد تيره شده ولي اثري روي فريت ايجاد نمي- شود  
براي اچ كردن فولادهاي ضد زنگ و آلياژهاي نيكل  محلول محتوي 10 سي سي IINO3 + 25- 20 سي سي IICI + 30 سي سي گليسيرين

محلول های اچ مناسب برای فولاد و چدن به همراه چند نکته مهم

این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن 33-1-341x1024.jpg است

محلول های اچ مرسوم برای فولاد های پوشش دار

محلول های اچ مرسوم برای فولاد های پوشش دار

نکات مهم

  • :برای غلظت های کم، اتانول بهتر است. زیرا متانول سمی است و مستقیما جذب پوست انسان می شود.
  • پیکرال معمولا شامل ۴% اسید پیکریک در اتانول است. این اچانت مرزدانه های اطراف کاربید ها را به صورت سایه روشن نشان می دهد و در صورتی که در ریز ساختار کاربید وجود داشته باشد، استفاده می شود؛ برای مثال پرلیت و سمنتیت
  • وقتی برجستگی یا نقطه های پر پیچ و خم وجود داشته باشد پیکرال بهتر عمل می کند.
  •  زمان اچ عموما از ۱۵ تا ۳۰ ثانیه است. این زمان متناسب با زمان پولیش نهایی است.
  •   نمونه باید با یک انبر و آرام در محلول فرو برده شود. بعد از اچ کردن باید نمونه ها زیر آب شسته شود تا محلول از روی سطح نمونه حذف گردد.
  • لازم به ذکر است که کریستال های اسید پیکریک خشک دمای احتراق بالایی دارند و همیشه باید در جای مرطوب نگهداری شوند.
  •  طبق استاندارد می بایستی نکات ایمنی مربوطه را که در اطلاعات ضمیمه مواد شیمیایی می باشد رعایت نمود.
  •  پیکرال ۴% و نایتال ۲% در مواردی که دو فاز در مرزدانه های فریت و اجزای کاربید وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرد.
  •  نمونه ها ابتدا با پیکرال اچ می شوند سپس با نایتال .این تکنیک برای اچ کردن مرز دانه های فریت در ریز ساختار فریت –پرلیت یا اچ بیش از اندازه پرلیت استفاده می شود.
  • زمان اچ ۱۰ تا ۱۵ ثانیه در پیکرال ۴% و ۵ تا ۱۰ ثانیه در ۲% نایتال می باشد.
    معرف مارشال
      محلول نایتال مرز دانه های فریت را می تواند نشان دهد اما معرف مارشال محلول بهتری برای فولاد های دکربوره و کم کربن می باشد. مزیت دیگر معرف مارشال این است که فقط زوایای مرزدانه های فریت را نشان نمی دهد بلکه مرزدانه های کاربید را نیز سایه روشن می کند.
    محلول های اچ رنگی
    مرزدانه های فریت در فولاد های کم کربن دارای ۱% سیلسیم و تیتانیوم را کمی مشکل می توان تشخیص داد. لذا در این موارد محلول Beraha دانه ها را با رنگ از هم تفکیک می کند.
    اچ انتخابی
    اچ انتخابی در جایی استفاده می شود که بخواهیم یک جزء را از دیگر اجزا در یک ریزساختار ترکیبی تشخیص دهیم .مثلا بعضی از محلول ها سمنتیت را تیره نشان می دهند و بعضی روشن. بعضی از محلول های اچ رنگی مارتنزیت و فریت را تیره نشان می دهند. این ممکن است برای تشخیص سمنتیت از مارتنزیت و حفظ آستنیت استفاده شود.
     اگر از پیکرال ۴% استفاده شود مرزدانه های آستنیت اولیه نمی تواند ظاهر شود .
      اگر از نایتال استفاده شود کاربید های کوچک در مرزدانه نمی تواند ظاهر شود .
    –  نایتال و پیکرال جهت فولاد های کم کربن بیشترین مصرف را دارند. نایتال عموما از ۱ تا ۳ % اسید نیتریک در متانول و یا اتانول استفاده می شود. وقتی غلظت محلول اسید نیتریک از ۵% بیشتر شود فقط می بایستی از متانول استفاده شود زیرا اتانول پایدار نمی باشد و غلظت اسید نیتریک افزایش پیدا می کند.