金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由稱為“晶粒”的單個(gè)晶體區(qū)域組成的。 這些晶粒的結(jié)構(gòu)、尺寸和方向取決于材料的成分（合金）和材料的制造方法（如鍛造、鑄造或增材制造）。 這些晶粒是在熔融物質(zhì)凝固、與其他物質(zhì)和其他成分（如相和污染物）相互作用時(shí)形成的。 通常，晶粒結(jié)構(gòu)要調(diào)整為適合技術(shù)應(yīng)用。

晶粒的尺寸、方向和其他結(jié)構(gòu)特性直接關(guān)系到這些材料的機(jī)械和技術(shù)性能。 結(jié)構(gòu)特性還取決于后續(xù)的外部影響。 這些影響包括：

化學(xué)影響（如腐蝕）

化學(xué)和/或物理影響（如熱處理工藝）

機(jī)械影響（如成形過程后的鍛造、軋制、彎曲等）

微觀結(jié)構(gòu)

圖 1： 經(jīng)過蝕刻的純銅，DIC

微觀結(jié)構(gòu)只能通過顯微鏡（體視顯微鏡、使用反射光的光學(xué)顯微鏡、數(shù)碼顯微鏡或掃描和透射電子顯微鏡）進(jìn)行評估。 通常，觀測到的特征尺寸范圍從幾毫米到微米，甚至納米。 顯微結(jié)構(gòu)觀測廣泛用于各種研究，例如，測定晶粒尺寸、檢查缺陷、微電子目標(biāo)制備、各種焊接和失效分析。

宏觀結(jié)構(gòu)

圖 2： 蝕刻鑄鐵塊的純銅宏觀斷面部分

宏觀結(jié)構(gòu)可通過肉眼、放大鏡或體視顯微鏡觀察。 這些觀察不如微觀結(jié)構(gòu)研究普遍。 觀察到宏觀結(jié)構(gòu)的應(yīng)用通常有焊接、某些有色金屬的鑄造件，或者鑄造件或鍛造件上的變形和分離。 涂層或幾何形狀的粗略評估也可以是宏觀結(jié)構(gòu)研究的主題。

了解合金

如今實(shí)際應(yīng)用中用到的材料是各種化學(xué)元素的混合物，通常也稱為“合金”。 例如，鋼和鑄鐵本質(zhì)上是以鐵 (Fe) 和碳 (C) 為基礎(chǔ)的合金，它們決定了有色材料的硬度。 微觀結(jié)構(gòu)分析讓我們能夠得出有關(guān)合金性能的結(jié)論，包括其強(qiáng)度、硬度和韌性

圖 3： 含片狀石墨的珠光體鑄鐵，經(jīng)硝酸乙醇蝕刻。 碳主要以片狀石墨的形式存在，結(jié)果導(dǎo)致強(qiáng)度降低。 珠光體基體本身具有足夠高的硬度。ZEISS Axio Imager 成像，50x 物鏡，明場照明

圖 4： 含球形石墨的鐵素體鑄鐵，經(jīng)硝酸乙醇蝕刻。 碳主要以球形石墨的形式存在。 與片狀石墨鑄鐵相比，球形石墨鑄鐵的強(qiáng)度有所提高，但由于純鐵素體基體中缺少滲碳體，其硬度較低。ZEISS Smartzoom 5 成像，約 500x 放大

圖 5： 約含 0.1% C 的鐵素體鋼，經(jīng)硝酸乙醇蝕刻。 碳主要以滲碳體的形式存在，在鐵素體晶粒之間有少量的珠光體。 因此，基體幾乎*全是鐵素體，硬度較低，但韌性很好。ZEISS Smartzoom 5 成像，約 500x 放大，同軸光照明，環(huán)形光比例較低

圖 6： 約含 0.2 % C 的鐵素體-珠光體鋼，要硝酸乙醇蝕刻。 碳主要以片狀滲碳體的形式，存在于鐵素體晶粒旁邊較硬的珠光體部分。 這導(dǎo)致滲碳體出現(xiàn)條紋。 珠光體晶粒反射的光比鐵素體晶粒少，因此看起來更暗。 這種基體硬度較高，但韌性較低。ZEISS Axiolab 成像，50x 物鏡，明場照明