金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金相图像，从而对金相图谱进行分析，评级等以及对图片进行输出、打印。合金的成分、热处理工艺、冷热加工工艺直接影响金属材料的内部组织、结构的变化，从而使机件的机械性能发生变化。因此用金相显微镜来观察检验分析金属内部的组织结构是工业生产中的一种重要手段。

　　金相显微镜主要由光学系统、照明系统、机械系统、附件装置(包括摄影或其它如显微硬度等装置)组成。根据金属样品表面上不同组织组成物的光反射特征，用显微镜在可见光范围内对这些组织组成物进行光学研究并定性和定量描述。它可显示500～0.2m尺度内的金属组织特征。早在1841年，(п。п。Ансов)就在放大镜下研究了钢剑上的花纹。至1863年，英国人(H.C.Sorby)把岩相学的方法，包括试样的制备、抛光和腐刻等技术移植到钢铁研究，发展了金相技术，后来还拍出一批低放大倍数的和其他组织的金相照片。索比和他的同代人德国人(A.Martens)及法国人(F.Osmond)的科学实践，为现代光学金相显微术奠定了基础。至20世纪初，光学金相显微术日臻完善，并普遍推广使用于金属和合金的微观分析，迄今仍然是金属学领域中的一项基本技术。

　　金相显微镜是用可见光作为照明源的一种显微镜可分为正立式和倒置式两种。两者的区别为：

　　正立式显微镜：光路短，光路设计简单，光损少，制样要求高，样品高度有要求，方便多视场连续观察，镜头不易落灰易维护。

　　正立式显微镜

　　倒置式显微镜：光路长，光损较大，光路设计较复杂，制样要求较低，对样品高低无要求，检测方便快速，不适合多视场分析，同等配置下倒置显微镜的价格要高于正立式显微镜。

　　倒置式显微镜

　　金相显微镜在钢铁冶金行业应用

　　1、鉴别各种冷、热加工处理后的组织

　　2、鉴别和评定钢中非金属夹杂物

　　3、各类组织的级别鉴定

　　4、脱碳(渗碳)层测量

　　5、晶粒度评级

　　6、组织结构测量

　　7、断口分析

　　金相显微镜在有色行业的应用

　　1、通过金相检验来判断铝合金制品的质量，探讨各种缺陷的形成原因，从而改进工艺，提高制品的质量。

　　2、通过金相显微镜检查裂纹的大小，来判断氧铜中氧含量；晶粒度评定等。

　　3、镁合金加工制品的显微组织及晶粒度评定

　　4、两相钛合金高低倍组织的检验

　　5、铁基、铜基制品金相检验

　　6、钢结硬质合金金相检验

　　7、硬质合金金相检验

　　8、材料表面处理后组织鉴别及评定

　　金相显微镜在选购中的注意事项

　　金相显微镜是高价值、高精密的光学仪器，其核心部份是光学成像系统，产品品质的好坏关系到成像的效果和分析判断的准确性。选购金相显微镜时要注意以下几点：

　　一、在成像质量方面要同时满足四个基本条件。金相显微镜是利用光学成像原理获得金属显微组织图像(即金相图谱)，而后对金相图谱进行定性定量分析，成像质量的高低是衡量金相显微镜品质好坏的首要指标。要获得清晰的图像必须满足高反差、高亮度、色还原好和高分辨率这四个基本条件。而前三个条件正是用户选型时容易忽略的，用户选购时切忌盲目追求分辨率而忽略其它三个方面，只有这样才能做到物有所值，物尽其用。

　　二、在使用上要考虑金相显微镜机械性能的持续稳定性。除了成像质量外，还应考虑到仪器在正常使用下长期稳定保持工作状态，我们称之为机械性能持续稳定性。金相显微镜是高价值高精密的光学仪器，其使用寿命可达30年以上，用户在选购时还要考察生产商在制造上所选用的材质、制造精度、机械设计的科学性和合理性。长寿命的显微镜在主机制造材质上应该以铸铁材料为主，避免使用过多的功能塑料材料。同时光学部件为能保持较长的使用寿命需进行防霉处理，以镀膜防霉为主避免选购药物防霉。机械齿轮装置应保证长时间高强度使用不下滑，性能稳定，以谐波齿轮为。上述必要条件从实用角度对生产商在制造上提出了更为明确的要求，用户也应遵循以上原则来选购经济适用的金相显微镜。

　　三、参数的选择。用户在选型过程中切忌盲目一味追求各项参数的高低，因各厂家采用的技术实现手段不同，因此各厂家之间的参数可比性较差，的衡量指标为针对自身样品的成像质量。现在各厂家都提供免费的样品拍照和样机考察等服务，因此用户完全可以在详细比较各厂家成像质量后做出选择。

　　四、售后服务，用户在选购设备的过程中，对于厂家能够提供的售后服务质量也应该纳入到考核的主要指标。因为再好的设备都有出现故障的可能，厂家能否提供及时有效的服务往往直接影响到我们的日常工作，尤其是检测任务繁重的部门，更应该注重售后服务的质量。那在用户在选购的过程中应该关注售后服务哪些方面呢？1、厂家售后服务部门的实力(如售后工程师数量、工作能力、售后点的分布等)，2、厂家售后服务体系的完善程度如售后服务是主动性的还是被动性的、售后响应时间、工程师到达维修现场的时间、售后服务包含的内涵等。

　　五、增值服务，既是厂家在提供完善的售后服务同时能够根据用户的实际操作水平、相关应用知识的掌握情况提供有针对性的培训方案以提升用户的应用水平，能够为用户在具体的产品检测实际工作提供一定的指导。因此说增值服务对于第1次采购显微镜设备或者相关知识掌握不是很深入的用户至关重要。

　　六、价格因素，在用户选择设备的过程中，尤其是进口设备价格往往是影响决定关键的因素之一。但价格因素应该是在充分考虑以上五个要素的基础上再选择价格作为终的决定因素。如果一味考虑价格而在其它方面比较不足那势必会在以后的使用中带来总总不变甚至导致终选型的失败。

　　金相试样的制备

　　金相检验是研究金属及合金内部组织的重要方法之一，为了在金相显微镜下正确有效地观察到内部显微组织，就需制备能用于微观检验的样品――金相试样，也可称之为磨片。

　　金相试样制备的主要程序为：取样—嵌样(对于小样品)—磨光—抛光一浸蚀等。

　　一、取样原则

　　用金相显微镜对金属的一小部分进行金相研究，其成功与否，可以说首先取决所取试样有无代表性。在一般情况下，研究金属及合金显微组织的金相试样应从材料或零件在使用中重要的部位截取；或是偏析、夹杂等缺陷严重的部位截取。在分析失效原因时，则应在失效的地方与完整的部位分别截取试样，以探究其失效的原因。对于生长较长裂纹的部件，则应在裂纹发源处、扩展处、裂纹尾部分别取样，以分析裂纹产生的原因。研究热处理后的零件时，因组织较均匀，可任选一断面试样。若研究氧化、脱碳、表面处理(如渗碳)的情况，则应在横断面上观察。有些零部件的“重要部位”的选择要通过对具体服役条件的分析才能确定。

　　二、试样截取

　　无论采取何种截取方法截取试样，都必须保证不使试样观察面的金相组织发生变化。软材料可用锯、车、刨等方法切取；硬材料可用水冷砂轮切片机、电火花切割等方法切取；硬而脆的材料(如白口铸铁)，也可用锤击法获取。

　　对于要测量表面处理层深的试样，要注意切割面与渗层面垂直。研究轧制材料时，如研究夹杂物的形状、类型、材料的变形程度、晶粒拉长的程度、带状组织等，应在平行于轧制方向上截取纵向试样；如研究材料表层的缺陷、非金属夹杂物的分布，应在垂直轧制方向上截取横向试样。

　　金相试样较理想的形状是圆柱形和正方柱体。以具体情况而定。一般可取高为10～15mm，直径Φ10～15mm；方形试样边长为10～15mm为宜。在实际工作中，由于被检材料和零件的品种极多，要在材料和零件上截取理想的形状与尺寸有一定的困难，一般可按实际情况决定。但是以试样的高度为其直径或边长的一半为宜，形状与大小以便于握在手中磨制为原则。

　　三、试样镶嵌

　　当试样尺寸过小、形状特殊(如金属碎片、丝材、薄片、细管、钢皮等)不易握持，或要保护试样边缘(如表面处理的检验、表面缺陷的检验等)则要对试样进行夹持或镶嵌。镶嵌可分为冷镶嵌和热镶嵌。冷镶嵌指在室温下使镶嵌料固化，一般适用于不宜受压的软材料及组织结构对温度变化敏感或溶点较低的材料。热镶法是把试样和镶嵌料一起放入钢模内加热加压，冷却后脱模。后者的使用较为广泛。(小编依稀记得曾经在实验室那几年用的某款老式的XQ-x型镶嵌机，虽然操作“简单”——手动加压，温度“可控”——就一个温度选择，尺寸“稳定”——模套固定不能换，但脱模是个灾难：冷却靠空冷时间长不说，若着急上去一扳说不定就要重新做了。)

　　嵌料常用的有酚-甲醛树脂、酚-糠醛树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯前两种主要为呈热凝性材料，后两种为热塑性材料，并呈透明和半透明性。在酚-甲醛树脂内加入木粉，即常用的所谓“电木粉”，它可以染成不同颜色。

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