金相顯微鏡是將光學(xué)顯微鏡技術(shù)、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)完美地結(jié)合在一起而開發(fā)研制成的高科技產(chǎn)品，可以在計(jì)算機(jī)上很方便地觀察金相圖像，從而對(duì)金相圖譜進(jìn)行分析，評(píng)級(jí)等以及對(duì)圖片進(jìn)行輸出、打印。*，合金的成分、熱處理工藝、冷熱加工工藝直接影響金屬材料的內(nèi)部組織、結(jié)構(gòu)的變化，從而使機(jī)件的機(jī)械性能發(fā)生變化。因此用金相顯微鏡來(lái)觀察檢驗(yàn)分析金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)是工業(yè)生產(chǎn)中的一種重要手段。
 

　　金相顯微鏡主要由光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、附件裝置(包括攝影或其它如顯微硬度等裝置)組成。根據(jù)金屬樣品表面上不同組織組成物的光反射特征，用顯微鏡在可見光范圍內(nèi)對(duì)這些組織組成物進(jìn)行光學(xué)研究并定性和定量描述。它可顯示500～0.2m尺度內(nèi)的金屬組織特征。早在1841年，(п。п。Ансов)就在放大鏡下研究了鋼劍上的花紋。至1863年，英國(guó)人(H.C.Sorby)把巖相學(xué)的方法，包括試樣的制備、拋光和腐刻等技術(shù)移植到鋼鐵研究，發(fā)展了金相技術(shù)，后來(lái)還拍出一批低放大倍數(shù)的和其他組織的金相照片。索比和他的同代人德國(guó)人(A.Martens)及法國(guó)人(F.Osmond)的科學(xué)實(shí)踐，為現(xiàn)代光學(xué)金相顯微術(shù)奠定了基礎(chǔ)。至20世紀(jì)初，光學(xué)金相顯微術(shù)日臻完善，并普遍推廣使用于金屬和合金的微觀分析，迄今仍然是金屬學(xué)領(lǐng)域中的一項(xiàng)基本技術(shù)。
 

　　金相顯微鏡是用可見光作為照明源的一種顯微鏡可分為正立式和倒置式兩種。兩者的區(qū)別為：
 

　　正立式顯微鏡：光路短，光路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，光損少，制樣要求高，樣品高度有要求，方便多視場(chǎng)連續(xù)觀察，鏡頭不易落灰易維護(hù)。
 

　　正立式顯微鏡
 

　　倒置式顯微鏡：光路長(zhǎng)，光損較大，光路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，制樣要求較低，對(duì)樣品高低無(wú)要求，檢測(cè)方便快速，不適合多視場(chǎng)分析，同等配置下倒置顯微鏡的價(jià)格要高于正立式顯微鏡。
 

　　倒置式顯微鏡
 

　　金相顯微鏡在鋼鐵冶金行業(yè)應(yīng)用
 

　　1、鑒別各種冷、熱加工處理后的組織
 

　　2、鑒別和評(píng)定鋼中非金屬夾雜物
 

　　3、各類組織的級(jí)別鑒定
 

　　4、脫碳(滲碳)層測(cè)量
 

　　5、晶粒度評(píng)級(jí)
 

　　6、組織結(jié)構(gòu)測(cè)量
 

　　7、斷口分析
 

　　金相顯微鏡在有色行業(yè)的應(yīng)用
 

　　1、通過(guò)金相檢驗(yàn)來(lái)判斷鋁合金制品的質(zhì)量，探討各種缺陷的形成原因，從而改進(jìn)工藝，提高制品的質(zhì)量。
 

　　2、通過(guò)金相顯微鏡檢查裂紋的大小，來(lái)判斷氧銅中氧含量；晶粒度評(píng)定等。
 

　　3、鎂合金加工制品的顯微組織及晶粒度評(píng)定
 

　　4、兩相鈦合金高低倍組織的檢驗(yàn)
 

　　5、鐵基、銅基制品金相檢驗(yàn)
 

　　6、鋼結(jié)硬質(zhì)合金金相檢驗(yàn)
 

　　7、硬質(zhì)合金金相檢驗(yàn)
 

　　8、材料表面處理后組織鑒別及評(píng)定
 

　　金相顯微鏡在選購(gòu)中的注意事項(xiàng)
 

　　金相顯微鏡是高價(jià)值、高精密的光學(xué)儀器，其核心部份是光學(xué)成像系統(tǒng)，產(chǎn)品品質(zhì)的好壞關(guān)系到成像的效果和分析判斷的準(zhǔn)確性。選購(gòu)金相顯微鏡時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
 

　　一、在成像質(zhì)量方面要同時(shí)滿足四個(gè)基本條件。金相顯微鏡是利用光學(xué)成像原理獲得金屬顯微組織圖像(即金相圖譜)，而后對(duì)金相圖譜進(jìn)行定性定量分析，成像質(zhì)量的高低是衡量金相顯微鏡品質(zhì)好壞的首要指標(biāo)。要獲得清晰的圖像必須滿足高反差、高亮度、色還原好和高分辨率這四個(gè)基本條件。而前三個(gè)條件正是用戶選型時(shí)容易忽略的，用戶選購(gòu)時(shí)切忌盲目追求分辨率而忽略其它三個(gè)方面，只有這樣才能做到物有所值，物盡其用。
 

　　二、在使用上要考慮金相顯微鏡機(jī)械性能的持續(xù)穩(wěn)定性。除了成像質(zhì)量外，還應(yīng)考慮到儀器在正常使用下長(zhǎng)期穩(wěn)定保持工作狀態(tài)，我們稱之為機(jī)械性能持續(xù)穩(wěn)定性。金相顯微鏡是高價(jià)值高精密的光學(xué)儀器，其使用壽命可達(dá)30年以上，用戶在選購(gòu)時(shí)還要考察生產(chǎn)商在制造上所選用的材質(zhì)、制造精度、機(jī)械設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。長(zhǎng)壽命的顯微鏡在主機(jī)制造材質(zhì)上應(yīng)該以鑄鐵材料為主，避免使用過(guò)多的功能塑料材料。同時(shí)光學(xué)部件為能保持較長(zhǎng)的使用壽命需進(jìn)行防霉處理，以鍍膜防霉為主避免選購(gòu)藥物防霉。機(jī)械齒輪裝置應(yīng)保證長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度使用不下滑，性能穩(wěn)定，以諧波齒輪為。上述必要條件從實(shí)用角度對(duì)生產(chǎn)商在制造上提出了更為明確的要求，用戶也應(yīng)遵循以上原則來(lái)選購(gòu)經(jīng)濟(jì)適用的金相顯微鏡。
 

　　三、參數(shù)的選擇。用戶在選型過(guò)程中切忌盲目一味追求各項(xiàng)參數(shù)的高低，因各廠家采用的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段不同，因此各廠家之間的參數(shù)可比性較差，的衡量指標(biāo)為針對(duì)自身樣品的成像質(zhì)量?，F(xiàn)在各廠家都提供免費(fèi)的樣品拍照和樣機(jī)考察等服務(wù)，因此用戶*可以在詳細(xì)比較各廠家成像質(zhì)量后做出選擇。
 

　　四、售后服務(wù)，用戶在選購(gòu)設(shè)備的過(guò)程中，對(duì)于廠家能夠提供的售后服務(wù)質(zhì)量也應(yīng)該納入到考核的主要指標(biāo)。因?yàn)樵俸玫脑O(shè)備都有出現(xiàn)故障的可能，廠家能否提供及時(shí)有效的服務(wù)往往直接影響到我們的日常工作，尤其是檢測(cè)任務(wù)繁重的部門，更應(yīng)該注重售后服務(wù)的質(zhì)量。那在用戶在選購(gòu)的過(guò)程中應(yīng)該關(guān)注售后服務(wù)哪些方面呢？1、廠家售后服務(wù)部門的實(shí)力(如售后工程師數(shù)量、工作能力、售后點(diǎn)的分布等)，2、廠家售后服務(wù)體系的完善程度如售后服務(wù)是主動(dòng)性的還是被動(dòng)性的、售后響應(yīng)時(shí)間、工程師到達(dá)維修現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間、售后服務(wù)包含的內(nèi)涵等。
 

　　五、增值服務(wù)，既是廠家在提供完善的售后服務(wù)同時(shí)能夠根據(jù)用戶的實(shí)際操作水平、相關(guān)應(yīng)用知識(shí)的掌握情況提供有針對(duì)性的培訓(xùn)方案以提升用戶的應(yīng)用水平，能夠?yàn)橛脩粼诰唧w的產(chǎn)品檢測(cè)實(shí)際工作提供一定的指導(dǎo)。因此說(shuō)增值服務(wù)對(duì)于第1次采購(gòu)顯微鏡設(shè)備或者相關(guān)知識(shí)掌握不是很深入的用戶至關(guān)重要。
 

　　六、價(jià)格因素，在用戶選擇設(shè)備的過(guò)程中，尤其是進(jìn)口設(shè)備價(jià)格往往是影響決定關(guān)鍵的因素之一。但價(jià)格因素應(yīng)該是在充分考慮以上五個(gè)要素的基礎(chǔ)上再選擇價(jià)格作為終的決定因素。如果一味考慮價(jià)格而在其它方面比較不足那勢(shì)必會(huì)在以后的使用中帶來(lái)總總不變甚至導(dǎo)致終選型的失敗。
 

　　金相試樣的制備
 

　　金相檢驗(yàn)是研究金屬及合金內(nèi)部組織的重要方法之一，為了在金相顯微鏡下正確有效地觀察到內(nèi)部顯微組織，就需制備能用于微觀檢驗(yàn)的樣品――金相試樣，也可稱之為磨片。
 

　　金相試樣制備的主要程序?yàn)椋喝?mdash;嵌樣(對(duì)于小樣品)—磨光—拋光一浸蝕等。
 

　　一、取樣原則
 

　　用金相顯微鏡對(duì)金屬的一小部分進(jìn)行金相研究，其成功與否，可以說(shuō)首先取決所取試樣有無(wú)代表性。在一般情況下，研究金屬及合金顯微組織的金相試樣應(yīng)從材料或零件在使用中重要的部位截??；或是偏析、夾雜等缺陷嚴(yán)重的部位截取。在分析失效原因時(shí)，則應(yīng)在失效的地方與完整的部位分別截取試樣，以探究其失效的原因。對(duì)于生長(zhǎng)較長(zhǎng)裂紋的部件，則應(yīng)在裂紋發(fā)源處、擴(kuò)展處、裂紋尾部分別取樣，以分析裂紋產(chǎn)生的原因。研究熱處理后的零件時(shí)，因組織較均勻，可任選一斷面試樣。若研究氧化、脫碳、表面處理(如滲碳)的情況，則應(yīng)在橫斷面上觀察。有些零部件的“重要部位”的選擇要通過(guò)對(duì)具體服役條件的分析才能確定。
 

　　二、試樣截取
 

　　無(wú)論采取何種截取方法截取試樣，都必須保證不使試樣觀察面的金相組織發(fā)生變化。軟材料可用鋸、車、刨等方法切?。挥膊牧峡捎盟渖拜喦衅瑱C(jī)、電火花切割等方法切??；硬而脆的材料(如白口鑄鐵)，也可用錘擊法獲取。
 

　　對(duì)于要測(cè)量表面處理層深的試樣，要注意切割面與滲層面垂直。研究軋制材料時(shí)，如研究夾雜物的形狀、類型、材料的變形程度、晶粒拉長(zhǎng)的程度、帶狀組織等，應(yīng)在平行于軋制方向上截取縱向試樣；如研究材料表層的缺陷、非金屬夾雜物的分布，應(yīng)在垂直軋制方向上截取橫向試樣。
 

　　金相試樣較理想的形狀是圓柱形和正方柱體。以具體情況而定。一般可取高為10～15mm，直徑Φ10～15mm；方形試樣邊長(zhǎng)為10～15mm為宜。在實(shí)際工作中，由于被檢材料和零件的品種極多，要在材料和零件上截取理想的形狀與尺寸有一定的困難，一般可按實(shí)際情況決定。但是以試樣的高度為其直徑或邊長(zhǎng)的一半為宜，形狀與大小以便于握在手中磨制為原則。
 

　　三、試樣鑲嵌
 

　　當(dāng)試樣尺寸過(guò)小、形狀特殊(如金屬碎片、絲材、薄片、細(xì)管、鋼皮等)不易握持，或要保護(hù)試樣邊緣(如表面處理的檢驗(yàn)、表面缺陷的檢驗(yàn)等)則要對(duì)試樣進(jìn)行夾持或鑲嵌。鑲嵌可分為冷鑲嵌和熱鑲嵌。冷鑲嵌指在室溫下使鑲嵌料固化，一般適用于不宜受壓的軟材料及組織結(jié)構(gòu)對(duì)溫度變化敏感或溶點(diǎn)較低的材料。熱鑲法是把試樣和鑲嵌料一起放入鋼模內(nèi)加熱加壓，冷卻后脫模。后者的使用較為廣泛。(小編依稀記得曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室那幾年用的某款老式的XQ-x型鑲嵌機(jī)，雖然操作“簡(jiǎn)單”——手動(dòng)加壓，溫度“可控”——就一個(gè)溫度選擇，尺寸“穩(wěn)定”——模套固定不能換，但脫模是個(gè)災(zāi)難：冷卻靠空冷時(shí)間長(zhǎng)不說(shuō)，若著急上去一扳說(shuō)不定就要重新做了。)
 

　　嵌料常用的有酚-甲醛樹脂、酚-糠醛樹脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯前兩種主要為呈熱凝性材料，后兩種為熱塑性材料，并呈透明和半透明性。在酚-甲醛樹脂內(nèi)加入木粉，即常用的所謂“電木粉”，它可以染成不同顏色。