金相显微镜
金相显微镜
一．金相显微镜的应用领域
金相显微镜主要是用于观察金属内部组织结构的重要光学仪器，是铸造原成品材料分析和机械加工来料检验以及成品组织缺陷分析的主要实验仪器。金相显微镜适用的领域十分广泛。比如倒置金相显微镜还可以用于观察零件表面喷涂后的裂纹，污杂；正置反射金相显微镜可以广泛应用于电子、化工和仪器仪表行业观察不透明的物质。如金属陶瓷、集成电路、电子芯片、印刷电路板、液晶板、太阳能硅片绒面、纤维、镀涂层以及其它非金属材料等，对一些表面状况进行研究分析等工作。反射金相显微镜也适合医药、农林、公安、学校、科研等部门作观察分析用。
二．金相显微镜
普通光学金相显微镜主要由三个系统构成、即光学系统、光路系统及其他光学附件、照明系统和机械系统。
（一）光学系统
光学系统的主要构件是物镜和目镜，其任务是完成金相组织的放大，并获得清晰的图
象。
1.物镜物镜是显微镜最主要的的部件，它是由许多种类的玻璃制成的不同形状的透镜组所构成的。位于物镜最前端的平凸透镜称为前透镜，其用途是放大，在它以下的其他透镜均是校正透镜，用以校正前透镜所引起的各种光学缺陷（如色差、像差、场曲等）
物镜按其所接触的介质可分为干系（介质是空气）、湿系或油浸系（其介质是高折射率的液体）。油浸系物镜的金属壳上一般都以OIL表示出来。
物镜按其光学性能又可分为消色差（ACH）、平面消色差(PL)、复消色差(APO)、半复消色差物镜和供特殊用途的显微镜硬度物镜、相衬物镜、球面及非球面反射物镜等。这些物镜是微了尽可能消除物镜的各种光学缺陷或适应在特殊条件下工作时使用。
2.目镜目镜主要是用来对物镜已放大的图像进行再次放大。目镜分为普通目镜、校正目镜和投影目镜、测微目镜等。
普通目镜是由两块平凸透镜组成的。在两个透镜中间、目透镜的前交叉点处安置一个光圈，其母的是为了限制显微镜的视场即限制边缘的光线。
校正目镜（或补偿目镜）它具有色“过正”的特性（过度的校正色差），以补偿物镜的残余色差，它还能补偿（校正）由物镜引起的光学缺陷。该目镜只与复消色差和半复消色差物镜配合使用。
投影目镜专门供照相时使用，用来消除物镜造成的场曲。
测微目镜
测微目镜的透镜组合并无特殊之处，仅是在目镜中加入了一片有刻度的玻璃薄片。用于
金相组织定量测量，或显微硬度压痕的长度测量。根据测量目的可将刻度设计为直线，十字交叉线，方格网，同心圆或其他几何图形。
（二）光路系统及其他光学附件
1.光阑
在金相显微镜的光路系统中，一般装有两个光栏，以进一步改善映象质量。靠近光源的
一个叫孔径光阑，后一个叫视域光阑。某些小型台式显微镜仅有一个孔径光阑。这两个光阑的调节，对最后的映象质量关系极大。
孔径光阑的作用是控制入射光束的大小，对某些象差的大小有重要影响：缩小孔径光阑
可减小球差和轴外象差，加大景深和衬度，使映象清晰。但却会使物镜的分辨能力降低。理论上合适的孔径光阑大小应以光束刚刚充满物镜后透镜为准。实际观察时无法检查后透镜光线充满的情形，按经验可取下目镜直接观察筒内灯丝映象面积占整个筒面积的1/2~3/4
时，为适宜的孔径光阑。
视域光阑于光程中所处的位置为：经光学系统造象于金相磨面上。因此，调节光阑大小
可改变视域的大小，但并不影响物镜的鉴别率。视域光阑愈小，映象衬度愈佳。故为了增加衬度可将视域光阑缩小到最低限度，即观察时调至与目镜内视域同样大小。在摄影时则调节至画面尺寸为限。
2.滤色片
滤色片的作用是吸收光源发出的白色光中波长不合需要的部分，只让一定波长的光线通过，从而得到一定波长的光线。因而，滤色片是金相显微摄影（黑白）时一个有力的辅助工具，用以得到优良的金相照片。
使用滤色片的目的主要有：
（1）增加映象衬度或提高某种彩色组织的微细部分的鉴别能力。
（2）校正残余象差
由于消色差物镜象差的校正仅在黄绿波区比较完善，故使用时应配用黄绿色滤色片，其
它色彩的滤色片均显著暴露消色差物镜的缺点，降低映象质量。
复消色差物镜对各波区象差校正极佳，故可不用滤色片。或根据衬度需要选择而不受象
差校正的限制。
（3）得到较短的单色光以提高鉴别率。
我们知道光源波长愈短，物镜的鉴别率愈高，如采用蓝光将比黄绿光具有更高的鉴别能力。
（三）照明系统
金相显微镜必须依靠附加光源方可进行工作，这一点与生物显微镜不同。照明系统的任
务是根据不同的研究目的调整、改变采光方法，并完成光线行程的转换。该系统的主要部件是光源与垂直照明器。
一般金相显微镜采用灯光照明，借棱镜或其它反射方法使光线投在金相磨面上，靠金属
自身的反射能力，部分光线被反射而进入物镜，经放大成象最终被我们所观察。下面讨论照明系统主要部件及作用。
显微镜自身的工作特点决定了对光源的特别要求：
（1）光强度大，并在一定范围内可任意调整。因为不同的组织衬度，不同的放大率，需
有不同的照明强度。因此，最好选用可调式光源。当光源不带调压装置时，可利用滤光片调整光强度，或利用光栏调节光通量。
（2）光源的强度要均匀。可借助聚光镜、毛玻璃等置于光路的适当位置，以获得均匀的
光束。
（3）光源的发热程度不宜过高，以免损伤仪器的光学附件。为此，于强光源前可安置吸热、散热装置。
（4）光源位置（高低前后、左右）可以调整。
金相显微镜中最普遍应用的是白炽灯，工作电压6~12V，功率多为15W~30W。
光源由于集光透镜位置不同，使光程中集光情况不同，因而得到不同的照明效果。金相
显微镜中光源常用的使用方法为临介照明、科勒照明，散光照明和平行光照明。下面只介绍科勒照明：
科勒照明是由科勒1893年发展的，是目前广泛应用的照明方式。
这种照明方式对光源的要求没有临界照明那样严格，其特点是：光源的一次象借助于灯
聚光器聚焦在孔径光栏处，孔径光栏同光源的一次象一起聚焦在接近物镜的后焦平面上。此
外，灯聚光器聚焦在视场光栏上，视场光栏同灯聚光器的一次象一起聚焦在试样表面上。这就意味着光源不需要包含一个均匀的发射光的表面，提供了一个很均匀的照明场，因此卷曲的钨丝灯亦可得到均匀地照明。
垂直照明器与光路行程：
金相显微镜的光源一般位于镜体的侧面，与主光轴成正交。因此，需要一个“垂直照明器”起光路垂直换向作用。垂直照明器的种类有平面玻璃、全反射棱镜、暗场用环形反射镜
由于观察目的不同，金相显微镜对试样的采光方式要求亦不相同。据此，可分明视场照
明和暗视场照明。
明视场照明是金相研究中的主要采光方法。垂直照明器将来自光源的光线转向、并照射在金相试样表面上。由试样表面反射的光线复又经物镜、目镜成象。如果试样表面光滑如镜，那么显微镜中观察到明亮的一片；而反光能力差的相或产生漫散射的地区将变得灰暗。
在高倍观察时，宜采用平面玻璃作垂直照明器。此时，光线可充满物镜的孔径角，使物
镜的分辨能力得到最好的发挥。但由于光线透过平面玻璃损失较大，故映象衬度稍差；在低倍放大时，宜采用全反射棱镜作垂直照明器。虽然此时物镜内只有一半充满光线，降低了物镜的数值孔径，致使分辨能力减小。但成象的衬度较高，且富有立体感。
暗视场与明视场显微镜的区别在于：明视场中经垂直照明器转向后的入射光束通过物镜
直射到目的物上，而暗视场则是使入射光束绕过物镜斜射于目的物上。这样的光束是靠环形光阑及环形反射镜获得的。
（四）机械系统
显微镜的机械系统主要有底座，载物台，镜筒、调节螺丝及照相部件等。其作用分述如下：
（1）底座起支撑整个镜体的作用。
（2）载物台用于放置金相样品。一般备有在水平面内能作前后、左右移动的螺丝及刻度，以改变观察部位；或有的载物台可在360°水平范围内旋转。
（3）镜筒是物镜、垂直照明器、目镜及光路系统其它元件的联接筒。
（4）调节螺丝供调节镜筒升降之用。有粗调螺丝、微调螺丝，以完成显微映象的聚焦
调节。
（五）金相显微镜的安装与调节
1.将机身（机座）从仪器包装箱内取出置于平整无振动的工作台面上，取下机身顶端连接处黑色防尘盖，卸下机头底部白色防尘盖，将三目观察头卡于机座上连接处，锁紧螺钉。取出灯箱，连接端卡于同轴照明器上，固紧螺钉。将载物板置于载物台面上。
2.安装物镜、目镜：
取下物镜转换器上的防尘盖，拿好物镜（手指切勿碰到物镜镜片）旋紧于物镜转换器上，将物镜镜头置于光路中。取下目镜防尘盖，将目镜沿着目镜观察筒让其自由下滑到底端。3.安装各种光学附件（插入滤色片、起偏振片）透反射正置显微镜将聚光镜安装于载舞台下面聚光镜座上，锁紧螺钉。调节聚光镜升降手轮到合适位置。调节聚光镜对中螺钉校正聚光镜光路中心。
4.灯丝调节
取下10X物镜，将一张白纸置于载物台面上，前后移动灯箱上灯丝调节旋钮使灯丝像清晰，若灯丝像不清晰可升降聚光镜使灯丝像清晰，置于圆形光斑中心，照明比较充分均匀。旋上10X物镜。以上步骤做完可放样品调节焦距观察了。
三．显微镜的操作与维护
金相显微镜属精密的光学仪器，操作者必须充分了解其结构特点、性能及使用方法，并
严守操作规程。
（一）显微镜应放置在干燥通风，少尘埃及不发生腐蚀气氛的室内。室内相对湿度应小于70%，要注意适时通风。但同时仪器不宜长期受阳光直射。室内温度过低显微镜机械部分的润滑油脂容易冻结，使操作困难，在冬季无暖气设备的室内可用空调或电炉维持室内温度。（二）显微镜用毕后，应取下镜头收藏在置有干燥剂的容器中，并注意经常更换干燥剂；在显微镜物镜、目镜装置处放上防护罩，以防尘埃进入镜体；最后用罩子将整个显微镜体盖好，仪器周围或内腔最好放置防霉剂，如甲醛. B--萘酚、麝香草酚等慢性挥发药品。
（三）操作时双手及样品要干净，绝不允许将浸蚀剂未干的试样在显微镜下观察，以免腐蚀物镜等光学元件。
（四）操作时应精力集中，接通电源时应通过变压器，装卸或更换镜头时必须轻、稳、细
心。
（五）聚焦调整时，应先转动粗调螺丝，使物镜尽量接近试样（目测），然后边从目镜中观察，边调节粗调螺丝，使物镜渐渐离开样品直到看到显微组织映象时，再使用微调螺丝调至映象清晰为止。
（六）油浸物镜用毕后应立即擦净。方法是：首先用镜头纸将镜头表面残留的油擦去，再浸润少许（1滴）二甲苯溶液或丙酮擦拭。最后用干净镜头纸（或绸布）擦干净，擦干的目的是防止溶液将镜头内粘合树胶脱溶，损坏物镜。
（七）显微镜的光学元件严禁用手或手帕等擦摸，必须先用专用的橡皮球吹去表面尘埃，再用干净的驼毛刷或镜头纸轻轻擦净。
四．金相显微镜的放大倍数
显微镜是由两块透镜（物镜和目镜）组成，并借物镜、目镜两次放大，使物体得到极高放大倍数。显微镜光学放大倍数：
总放大倍数=物镜放大倍数x目镜放大倍数
金相显微镜的光学放大倍数一般为50x～2000x,连接电脑系统参考放大倍数为100x～
2600x.
CCD摄像器拍摄图像的放大倍数计算方法（系统数字放大）：
有二种方式可以知道显微镜通过摄像装置连接电脑后在显示器上的放大倍数。
第一种：拿一把透明的尺子，放在显微镜下，在显示器上成像后，用尺寸量显示器上尺子每小格（或者N小格）的长度，然后除以每小格（或者N小格）的实际大小，就是它的放大倍数。
例如：尺子的每小格为1mm，在显示器上显示的尺寸为10mm，那么它的放大倍数就是10倍。第二种方法：
显示器上放大倍数=电脑显示器尺寸（单位英寸）X25.4mm÷CCD靶面×物镜倍数×适配倍数（摄像接口）×显微镜系统放大倍数
例如：用17英寸显示器，4X物镜，0.5X适配器，1X的系统放大倍数
放大倍数就是：17×25.4÷6×4×0.5×1≈288倍
CCD靶面对角线尺寸大小
1/3英寸为6mm 1/2英寸为8mm
2/3英寸为11mm 1/4英寸为4mm
金相显微镜一般有5X、10X、20X、40X、50X、60X、80X、100X这几种物镜
目镜放大倍数一般为5X、10X、12.5X、16X、20X
十字分划目镜一般为10X
适配接口一般有0.5X、1X
六．金相试样制备技术
一．金相试样制备步骤：
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1．1．1 取样
1．纵向取样纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向进行取样。主要检验内容为：非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况
等。
2．横向取样横向取样是只垂直于钢材锻扎方向取样。主要检验内容为：金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度等。
3．缺陷或失效分析取样截取缺陷分析的试样，应包括零件的缺陷部分在内。取样时应注
意不能使缺陷在磨制时被损伤甚至消失。
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金相试样的大小以便于握持、易于磨制为准。通常显微试样为直径15mm、高15~20mm的圆柱体或边长为15~25mm的立方体。
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1．1．3试样的切割
试样可用手锯、砂轮切割机、剪切、锯、刨、车、铣等截取。硬而脆的金属可以用锤击法取样。不论用哪种方法切割，均应注意不能使试样由于变形或过热导致组织发生变化。对于使用高温切割的试样，必须除去热影响部分。
二. 镶样（倒置金相显微镜可省略这一步）
对于形状特殊或尺寸细小不易握持的试样，要进行镶嵌或机械夹持
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一般情况下，如果试样大小合适，则不需要镶样，但试样尺寸过小或形状极不规则者，如带、丝、片、管，制备试样十分困难，就必须把试样镶嵌起来。镶嵌分冷镶嵌和热镶嵌二种。目前一般多采用塑料镶嵌。镶嵌材料有热凝性塑料(如胶木粉)、热塑性塑料(如聚氯乙烯)、冷凝性塑料(环氧树脂加固化剂)及医用牙托粉加牙托水等。
牙托水镶嵌法，这种方法操作方便。室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状(不能太稀) ，将欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的玻璃上，用合适的金属圈或塑料圈套在试样外面，室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状(不能太稀) ，并迅速注入金属圈或塑料圈内待30分钟后即固化，目前这样方法完全可取代低熔点合金镶嵌法。
三.磨光
磨光分为粗磨与精磨
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(1) 粗磨的目的是为整平试样，并磨成合适的形状。
金相试样的磨光除了要使表面光滑平整外，更重要的是应尽可能减少表层损伤。每一道磨光工序必须除去前一道工序造成的变形层(至少应使前一道工序产生的变形层减少到本道工序产生的变形层深度)，而不是仅仅把前一道工序的磨痕除去；同时，该道工序本身应做到尽可能减少损伤，以便于进行下一道工序。最后一道磨光工序产生的变形层深度应非常浅，保证能在下一道抛光
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(2) 精磨
精磨的目的是消除粗磨时留下的较深的磨痕，为下一步抛光打好基础。精磨通常是在砂纸上进行，砂纸分水砂纸和金相砂纸。通常水砂纸为SiC磨料不溶于水，金相砂纸的磨料有人造刚玉、碳化硅、氧化铁等，性均极硬，呈多边棱角，具有良好的切削性能，精磨时可用水作润滑剂进行手工湿磨或机械湿磨，通常使用粒度为240、400、600、1000四种水砂纸进行磨光后即可进行抛光，对于较软金属，应用更细的金相砂纸磨光后再抛光。
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不可以换砂纸
可以换砂纸[/center][center]
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对于有一定数量的试样，精磨可用手工采用机械磨制进行。将不同粒度的砂纸分别置于边缘略有突起的电动转盘上，则随着转盘转动，可进行机械磨，磨光效率能进一步提高
四．抛光
抛光的目的是要尽快把磨光留下的细微磨痕成为光亮无痕的镜面，金相试样的抛光基本分为机械抛光、化学抛光、电解抛光三类。
1、机械抛光
抛光的目的就是要尽快反磨光工序留下的变形层除去，并使抛光产生的变形层不影响显微组织的观察。
在机械抛光中抛光盘由电动机带动，上面铺以抛光布。粗抛采用帆布呢或粗呢，精抛用绒布、细呢或丝绸。抛光液为在水中加入粒度为0.3-1.0微米的AL2O3悬浮液，配比为5-10克/升。对于一些高硬度样品，采用金刚石石膏作为抛光剂。抛光时间不宜过长，以磨痕全部消除呈镜面即可停止，清洗干燥后备用。抛光样品可以进行如夹杂物、疏松等项目的观察，其余项目需进行腐蚀，以便观察相关的组织。
抛光操作的关键是要设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生的损伤层，同时要使抛光产生的变形层不致影响最终观察到的组织，即不会产生假象。
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以往，粗抛常用的磨料是粒度为10~20μm的α-Al2O3、Cr2O3或Fe2O3，加水配成悬浮液使用。目前，人造金刚石磨料已逐渐取代了氧化铝等磨料，因其具有以下优点：1)与氧化铝等相比，粒度小得多的金刚石磨粒，抛光速率要大得多，例如4~8μm金刚石磨粒的抛光速率与10~20μm氧化铝或碳化硅的抛光速率相近；2)表面变形层较浅；3)抛光质量最好。
2、电解抛光
机械抛光时，试样表面要产生变形层，影响金相组织显示的真实性。电解抛光可以避免上述问题，因为电解抛光纯系电化学的溶解过程，没有机械力的作用，不引起金属的表面变形。对于硬度低的单相合金以及一般机械抛光难于做到的铝合金、镁合金、铜合金、钛合金、不锈钢等宜采用此法。此外，电解抛光对试样磨光程度要求低(一般用800号水砂纸磨平即可)，
速度快，效率高。
但是电解抛光对于材料化学成分的不均匀性，显微偏析特别敏感，非金属夹杂物处会被剧烈地腐蚀，因此电解抛光不适用于偏析严重的金属材料及作夹杂物检验的金相试样。
3、化学抛光
化学抛光是靠化学溶解作用得到光滑的抛光表面。这种方法操作简单，成本低廉，不需要特别的仪器设备，对原来试样表面的光洁度要求不高，这些优点都给金相工作者带来很大方便。化学抛光的原理与电解抛光类似，是化学药剂对试样表面不均匀溶解的结果。
化学抛光是将试样浸在化学抛光液中，进行适当的搅动或用棉花经常擦试，经过一定时间后，就可以得到光亮的表面。化学抛光兼有化学腐蚀的作用，能显示金相组织，抛光后可直接在显微镜下观察。
化学抛光液的成分随抛光材料的不同而不同。一般为混合酸溶液，常用的酸类有：正磷酸、铬酸、硫酸、醋酸、硝酸及氢酸；为了增加金属表面的活性以利于化学抛光的进行，还加入一定量的过氧化氢。化学抛光液经使用后，溶液内金属离子增多，抛光作用减弱，需经常更换新溶液。
五．金相试样的腐蚀
试样机械抛光后，在显微镜下，只能看到光亮的磨面及夹杂物等。要对试样的组织进行显微分析，还必须让试样经过腐蚀。常用的腐蚀方法有化学腐蚀法和电解腐蚀法(观察非金属夹杂的金相试样，直接采用光学法，不需要作任何腐蚀)。
化学腐蚀
化学腐蚀是将抛光好的样品磨光面在化学腐蚀剂中腐蚀一定时间，从而显示出其试样的组织形貌。
化学腐蚀的方法是显示金相组织最常用的方法。其操作方法是：将已抛光好的试样用水冲洗干净或用酒精擦掉表面残留的脏物，然后将试样磨面浸入腐蚀剂中或用竹夹子或木夹夹住棉花球沾取腐蚀剂在试样磨面上擦拭，抛光的磨面即逐渐失去光泽；待试样腐蚀合适后马上用水冲洗干净，用滤纸吸干或用吹风机吹干试样磨面，即可放在显微镜下观察。
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单相组织和双相组织的显微组织图
试样腐蚀的深浅程度要根据试样的材料，组织和显微分析的目的来确定，同时还应与观察者所需要的显微镜的放大率有关；高倍观察时腐蚀稍浅一些，而低倍观察则应腐蚀较深一些。
一般而言，组织越弥散越易侵蚀，淬火钢、合金元素含量高的材料、不锈钢等组织侵蚀时间宜长些。侵蚀时间在相当程度上取决于制作经验，一般侵蚀到表面稍微发暗即可。侵蚀好的样品应立即用水冲洗干净，干燥后即可进行金相观察。侵蚀好的样品应立即用水冲洗干净，干燥后即可进行金相观察。
六.大型构件的试样制备
某些大型的机件或构件可直接在工件上选择定点打磨—抛光—揩拭。可选择便携式金相显微镜进行无损组织分析。
七.常见化学侵蚀剂选择
成分工作条件用途
硝酸4~5mL ，酒精100mL 3min--5min 碳钢、合金钢、铸铁
苦味酸4g ，酒精100mL3min--5min 显示细微组织
盐酸5mL ，苦味酸1g ，酒精3min--5min ，奥氏体晶粒，回火马氏体
盐酸15mL ，酒精100mL 几分钟氧化法晶粒度
硫酸铜4g ，盐酸20mL ，水20mL 浸入法不锈钢，氮化层
苦味酸2g ，氢氧化钠25g ，水100mL 煮沸15min 渗碳体染色，铁素体不染色
盐酸3 份，硝酸 1 份静置24h 浸入法奥氏体及铬镍合金
盐酸10mL ，硝酸3mL ，酒精100mL 2--10min 高速钢
苦味酸3~ 5g ，酒精100mL 浸入法10--20min 铝合金
氢氟酸2mL,盐酸3mL,硝酸5mL,水95mL 浸蚀法5~10分钟铝材及铝合金材料
盐酸10mL ，硝酸10mL < 70 ℃铜合金
盐酸2~5mL ，酒精100mL 几秒--几分钟巴氏合金
氯化铁5g ，盐酸50mL ，水100mL 几秒--几分钟纯铜、黄铜、青铜
盐酸2mL ，水100mL 室温镁合金
硝酸10mL ，盐酸25mL ，水200mL > 1min 铅及铅锡合金
30%双氧水，20%氨水1：1混合5~6秒银及合金
最常用的侵蚀剂是4%的硝酸酒精，对于一般的钢和很多有色金属都可以，但也有很多材料需要专门的侵蚀剂，比如钨就要乳酸和氢氟酸混配，或是铁氰化钾，许多耐蚀性好的材料要用苦味酸（剧毒）。
侵蚀剂的配方有很多种，往往都有针对性，需要由所要侵蚀材料而定。所以手边最好有一本手册，既可以是专门的金相手册，也可以是金属材料手册（金属材料手册都会讲明该材料如何做金相分析）。
金相实验报告
金相实验报告 篇一：金相实验报告 广州大学机械与电气工程学院 课程报告 报告题目: 金相实验报告 专业班级:机械111 姓名:邓永明 学号: 1107XX14 组别：第六组 指导老师:胡一丹 完成日期: XX.10.18 一. 热处理工艺分析 1. 正火 （1）工艺内容：正火(英文名称：normalizing)，又称常化，是将工件加热至Ac3(A 是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是 从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全 奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃，保温一段时间后，从 炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处
理工艺。 其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。根本目的是去 除材料的内应力、降低材料的硬度为接下来的加工做准备。 （2）工艺特点：正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，但冷却速 度稍大，组织较细。有些临界冷却速度很小的钢，在空气中冷 却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质， 而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制 作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的 效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火 那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在 生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的 低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加
工，一 般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25～0.5%的中 碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作 的轻载荷零件，正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴 承钢正火是为了消除组织中的网状碳 化物，为球化退火作组织 准备。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍 快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所 提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生 产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件， 在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于 消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。 正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+
金相显微镜
金相显微镜 电脑型金相显微镜或是数码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。 金相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机（数码相机）通过光电转换有机的结合在一起，不仅可以在目镜上作显微观察，还能在计算机（数码相机）显示屏幕上观察实时动态图像，电脑型金相显微镜并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。 光学系统：ICCS光学系统，镜体：FEM设计，ACR位置编码 1、物境倍数：5X10X20X50X100X可选1.25X、2.5X、150X 2、目镜倍数：10X 3、视场数：20、22 4、物镜转盘：5孔 5、观察功能：明场、暗场、简易偏光、微分干涉 6、光源：12V50W卤素灯 7、可扩展性：可配图像分析系统(数码相机、摄像头、图像分析软件 电脑型金相显微镜：1、金相显微镜2、适配镜3、摄像器（CCD)4、A/D（图像采集）5、计算机 数码相机型金相显微镜：1、金相显微镜2、适配镜3、数码相机
金相学主要指借助光学（金相）显微镜和体视显微镜等对材料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学科分支，既包含材料显微组织的成像及其定性、定量表征，亦包含必要的样品制备、准备和取样方法。其主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒（亦包括可能存在的亚晶）、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等。 特点： 1.采用世界上最优秀的无限远双重色彩校正及反差增强型（ICCS）光学系统，为用户提供最锐利的图像。 2.采用5种上部部件和3种下部部件及两个立柱组合方式，可根据您对材料检测的要求和经济成本进行任意灵活的组合，可实现对透明材料、不透明材料以及荧光材料的分析，同时具有强大的升级空间，保证您未来的检测要求。 3.业界最大式样高度可达到380毫米的，给您提供非凡的操作空间。 4.贴近用户的灵活性，设备的部件升级无需专业人员，用户可自行操作完成。 放大系统是影响显微镜用途和质量的关键。主要由物镜和目镜组成。 显微镜的放大率为： M显=L/f物×250/f目=M物×M目式中[m1]M显——表示显
金相显微镜使用说明
平和精工汽车配件有限公司 一：目的 为了指导使用人员正确使用及维护此实验仪器，避免因操作失误而影响测量数据的准确性，特制定本操作手册 二：适用范围 本手册只适用于C2003A型金相显微镜使用 三：测量环境： 温度:18～40℃ / 湿度: 55%以下 四：金相显微镜介绍 ●对观察不透明物体的反射照明显微镜一般通称为金相显微镜. ●电脑型金相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机通过光电转换有机的结合在一起，不仅可以 在目镜上作显微观察，还能在计算机显示屏幕上观察实时动态图像，电脑型金相显微镜并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印 ●金相显微镜的放大原理：显微镜是由两块透镜（物镜和目镜）组成，并借物镜、目镜两次放大、使 物体得到较高的倍数. ●金相显微镜各部件名称 1: 目镜 2：物镜 3：照明推杆4：照明推杆 5：起偏振片 6：视场光栏调节手柄 7：视场光栏调节螺钉 8：滤色片转盘 9：聚光镜调节手柄 10：孔径光栏调节手柄 11：灯箱固定螺钉 12：灯箱
13：三目头 14：粗动手轮 15：微动手轮 16：纵向手轮 17：横向手轮 18：载物台 19：检偏振片推杆 五：照射影像分析前准备 1：确认金相显微镜各配件是否完整无损. 2：确认仪器是否在合格有效期内. 3：试样准备 例如：测量钢材的渗碳层厚度 3-1 对试样进行切割（参照金相切割机操作手册） 3-2 对试样进行镶嵌（参照金相显微镜操作手册） 3-3 对试样进行抛光（参照金相显微镜操作手册） 3-4 对试样进行侵蚀 ( 在某些合金中，由于各相组织物的硬度差别较大，或由于各相本身色泽显著不同，抛光状态下能在显微镜中分辨出它的组织.但大部分的显微组织均需经过不同方向侵蚀，才能显示出各种组织来，常用的 金属组织侵蚀法有化学侵蚀及电解侵蚀法等.)
实验一金相显微镜的使用与金相组织的观察
实验一金相显微镜的使用与金相组织的观察 一、实验目的 1．了解金相显微镜的构造，各个主要部件的效用。 2．掌握正确使用显微镜的操作及维护方法。 3．观察几种式样的金相组织 二、实验概述 （一）金相显微镜的知识及正确使用 1．显微镜放大原理： 利用透镜将物体的像放大，单个透镜的放大倍数是有限的（一般在20倍以下），因此要考虑用另一透镜组将第一次放大的像再行放大，以得到更高更清晰放大倍数的像，显微镜就是根据这一需求设计的。显微镜中装有两组放大透镜，靠近物体的一组为物镜，靠近眼睛的一组透镜称为目镜，但实际上显微镜采用的物镜和目镜都是由复杂的透镜组组成。图1-1为显微镜成像原理图。 图1-1显微镜成像原理图 若将试样AB 置于物镜之前距其一倍焦距(F1)略远一些的位置，由物体反射的光线通过物镜折射后得到一个倒立的放大的实像A′B′，在目镜上观察时，经物镜放大的倒立实像A′B′落在目镜焦距F2内( 在设计时安排好使目镜的焦点位置在F2以内) ，目镜又将A′B′再次放大，人眼在（250mm）的明视距离处，看到一个经两次放大的倒立的虚像A″B″就是我们在显微镜下的物象。总的放大倍数 为物镜的放大倍数与目镜放大倍数的乘积，M总=M 物×M 目 普通光学金相显微镜主要由三大系统构成：既光学系统，照明系统和机械系统。下面简单分述其主要构件的功能与特性。 光学系统：主要包括物镜和目镜，物镜是显微镜最重要的部件，成像质量在很大程度上取决于物镜的质量，它的性能包括数值孔径和分辨率，有效放大倍数及像差校正程度。 A：数值孔径：物镜的数值孔径（N.A）表示物镜的收集光线的能力，增强物镜的聚光能力可使成像的质量提高，它的大小通常以进入物镜的光线锥所张开的角度，既孔径角的大小，公式表示为： N.A=n.sinθ 式中n—物镜与观察物之间介质的折射率 θ—为物镜的孔径半角 因此提高数值孔径有两个途径： a．增大透镜的直径或减小物镜的焦距。实际上sinθ的最大值只能0.9左右，
金相显微镜使用说明书
金相显微镜MM-4XC说明书 部件名称 1目镜 2.观察/摄影功能切换推杆 3.镜体锁紧螺钉 4.三目头 5.限位手轮6台面纵向移动手轮7亮度调节旋钮8.台面横向移动手轮9.电源开关10.视场光栏调中螺钉11.聚光灯调节手柄12.灯泡垂直方向调节旋钮13.灯泡横向调节旋钮14.灯箱 15.滤色片座16.孔径光栏调节手柄17.视场光栏调节手柄18.物镜19.载物台20. 压簧片21.双目头22.起偏振器23.灯箱锁紧螺钉24.调节松紧手轮25.粗动调节手轮26.微动调焦手轮27.带保险丝座的电源插座28.电源插头
技术规范 三目头：倾斜30°。 转换器：四孔滚珠内定位转换器 目镜：10×大视野目镜，焦距25mm，视场Φ18mm。 载物台：双层机械移动式载物台，大小：180mm×150mm，移动范围：15mm×15mm。 滤色镜：蓝滤色片、绿滤色片、黄滤色片和磨砂玻璃。 照明：6V/20w卤素灯，亮度可调，输入电压：220V/50Hz或110V/50Hz。 安装说明 1.把各部分的包装移出，如有需要请把包装保留，以便日后搬运仪器。 2.董凯镜体锁紧螺钉，旋转三目头或双目头面向仪器的正面，然后拧紧锁紧螺钉。 3.依次将物镜安装到转换镜上中。 4.把目镜筒的防尘罩取下然后目镜分别插入目镜筒中。 5.安装灯箱。把灯箱电源插头插入主体电源输出口。 6.把电源线接到相适配的电源插座上。 基本操作 1.照明装置的操作 1)照明器的电源开关和亮度调节旋钮在一起的右下方。整个电气系统都受保险丝管的保 护，保险丝座在电源插座内。 2)打开电源开关，是照明器处于工作状态，参照图2.如果灯不亮，请检查亮度调节旋钮是 否处于过低的位置。 注意：尽量不要使亮度长时间处在最亮位置，以免降低灯泡使用寿命。 2.调焦装置的操作 1）粗动控制由位于架身两侧的粗动手轮实现，微动调焦则由同轴的微动调焦手轮实现。这种同轴的设计提供方便和自流现象。
(完整版)金相检验标准汇总表
金相检验标准 GB/T 10561-89 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定方法 GB/T 6394-2002 系列图I（无孪晶晶粒++浅腐蚀100×） GB/T 6394-2002 系列图Ⅱ（有孪晶晶粒++浅腐蚀+100×） GB/T 6394-2002 系列图Ⅲ（有孪晶晶粒+深腐蚀75×） GB/T 6394-2002 系列图Ⅳ（钢中奥氏体晶粒++渗碳法100×） GB 224-1987 钢的脱碳层深度测定法 GB 226-1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB 2828-1987 逐批检查记数抽样程序及抽样表 GB 4236-1984 钢的硫印检验方法 GB 16840.4-1997 电气火灾原因技术鉴定方法第4部分：金相法 GB/T 9450-2005 钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 GB/T 13298-1991 金属显微组织检验方法 GB/T 18876.1-2002 应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第1部分 GB/T 4340.1-1999 金属维氏硬度第一部分：试验方法 GB/T 14999.4-94 高温合金显微组织试验方法 GB/T 230.1-2004 金属洛氏硬度试验第1 部分: 试验方法( A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T 标尺) GB/T 231.1-2002 金属布氏硬度试验第1 部分: 试验方法 GB/T 3488-1983 硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489-1983 硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 4194-1984 钨丝蠕变试验,高温处理及金相检查方法 GB/T 5617-1985 钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 GB/T 6401-1986 铁素体奥氏体型双相不锈钢中α-相面积含量金相测定法 GB/T 7216-1987 灰铸铁金相 GB/T 8493-1987 一般工程用铸造碳钢金相 GB/T 8755-1988 钛及钛合金术语金相图谱 GB/T 9441-1988 球墨铸铁金相检验 GB/T 9450-1988 钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核 GB/T 9451-1988 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T 11809-1998 压水堆核燃料棒焊缝金相检验 GB/T 13305-1991 奥氏体不锈钢中α--相面积含量金相测定法 GB/T 13320-1991 钢质模锻件金相组织评级图及评定方法 GB/T 13925-1992 铸造高锰钠金相 GB/T 17455-1998 无损检测表面检查的金相复制件技术 GB 1814-1979 钢材断口检验方法 GB 2971-1982 碳素钢和低合金钢断口检验方法 GB/T 7998-2005 铝合金晶间腐蚀测定方法 GB/T 1298-2008 碳素工具钢 GB/T 1299-2000 合金工具钢
金相显微镜使用介绍
实验一利用金相显微镜观察金属的显微组织 一、实验目的 1、能正确地掌握基本的金相显微分析方法，正确地使用金相显微镜观察和分析金属显微组织。 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成分、组织与性能之间 的相互关系。 3、了解铸铁和部份有色金属的显微组织。 二、实验内容： 1、根据铁碳合金相图分析各类成分合金的组织形成过程，并通过对铁碳合金平衡组织的观察和分析，熟悉钢和铸铁的金相组织和形态特征，以进一步建立成分与组织之间相互关系的概念。 2、在金相显微镜下对各种试样进行观察和分析，并确定其所属类型。 3、对碳钢（纯铁、20#钢、45#钢、T8钢、T10钢、T12钢）平衡状态下的组织进行观察，分析含碳量不同时的组织变化、并初步绘制出其显微组织图像。 4、观察铸铁（灰口铁、可锻铸铁、球墨铸铁）显微组织中石墨的典型形状。 5、观察了解有色金属（铝ZL102、黄铜H70）的显微组织。 三、实验设备的使用和注意事项： （一）金相显微镜的构造和使用 1、金相显微镜的构造 本实验使用的金相显微镜的型号为4X型。它由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。 金相显微镜的光学系统如图（一）所示。由灯泡1发出的光线经聚光透镜组2及反光镜8聚集到孔径光栏9，再经过聚光镜3聚集到物镜的后焦面，最后通过物镜平行照射到试样7的表面。从试样反射回来的光线复经物镜组6和辅助透镜5，由半反射镜4转向，经过辅助透镜以及棱镜造成一个被观察物体的倒立的放大实象，该象再经过目镜15的放大，就成为在目镜的视场中能看到的放大映象。
图（一）4X 型金相显微镜的光学系统图（二）4X型金相显微镜的外形结构图4X型金相显微镜的外形结构如图（二）所示。现分别介绍其各部件的功能及使用。 照明系统：在底座内装有一低压（6~8V，15W）灯泡作为光源，由变压器降压供电，靠调节次级电压（6~8V）来改变光的亮度。聚光镜、孔径光栏及反光镜等装置均安装在圆形底座上，视场光栏及另一聚光镜则安在支架上，它们组成显微镜的照明系统，使试样表面获得充分、均匀的照明。 显微镜调焦装置：在显微镜体的两侧有粗动的微动调焦手轮，两者在同一部位。随粗调手轮6的转动，支承载物台的弯臂作上下运动。在粗调手轮的一侧有制动装置，用以固定调焦正确后载物台的位置。微调手轮5使显微镜本体沿着滑轨缓慢移动。在右侧手轮上刻有分度格，每一格表示物镜座上下微动0.002毫米。与刻度盘同侧的齿轮箱上刻有二条白线，用以指示微动升降范围，当旋到极限位置时，微动手轮就自动被限制住，此时，不能再继续旋转而倒转回来使用。 载物台（样品台）：用于放置金相样品，载物台和下面托盘之间有导架。用手推动，可使载物台在水平面上作一定范围的十字定向移动，以改变试样的观察部位。 孔径光栏和视场光栏：孔径光栏装在照明反射镜座上面，调整孔径光栏能够控制入射光束的粗细，以保证物象达到清晰的程度。视场光栏设在物镜支架下面，其作用是控制视场范围，使目镜中视场明亮而无阴影。在刻有直纹的套圈上还有两个调节螺钉，用来调整光栏中心。 物镜转换器：转换器呈球面形，上有三个螺孔，可安装不同放大倍数的物镜，旋动转换器可使各物镜镜头进入光路，与不同的目镜搭配使用，可获得各种放大倍数。 目镜筒：目镜筒呈现45°倾斜安装在附有棱镜的半球形座上，还可将目镜转向90°呈水平状态以配合照相装置进行金相摄影。 2、金相显镜的使用方法及注意事项 金相显微镜是一种精密的光学仪器，使用时要求细心谨慎。在使用显微镜工作之前首先应熟悉其构造特点及各主要部件的相互位置和作用，然后按照显微镜的使用规则进行操作。 （1）金相显微镜的使用规程： 1）首先将显微镜的光源插头插在变压器上，通过低压（6~8V）变压器通电源。 2）根据放大倍数选用所需的物镜和目镜，分别安装在物镜座上及目镜筒内，并使转换器转至固定位置（由定位器定位）。 3）试样放在样品台中心，使观察面朝下并用弹簧片压住。 4）转动粗调手轮先使载物台下降，同时用眼观察，使物镜尽可能接近试样表面（但不 得与试样相碰），然后相反转动粗调手轮，使载物台渐渐上升以调节焦距，当视场亮度增强
光学显微镜的分类及应用领域
显微镜的主要分类、功能及应用领域 一、显微镜的分类 (一)、按使用目镜的数目可分为单目、双目和三目显微镜。 单目价格比较便宜，可以作为初学爱好者的选择，双目稍贵点，观察的时候两眼可以同时观察，观察得舒适些，三目又多了一目，它的作用主要是连接数码相机或电脑用，比较适合长时间工作的人员选用。 (二)、根据其用途以及应用范围分为生物显微镜、金相显微镜、体视显微镜等。 1、生物显微镜是最常见的一种显微镜，在很多实验室中都可以见到，主要是用来观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养、流质沉淀等的观察和研究，同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。生物显微镜供医疗卫生单位、高等院校、研究所用于微生物、细胞、细菌、组织培养、悬浮体、沉淀物等的观察，可连续观察细胞、细菌等在培养液中繁殖分裂的过程等。在细胞学、寄生虫学、肿瘤学、免疫学、遗传工程学、工业微生物学、植物学等领域中应用广泛。 2、体视显微镜又称为实体显微镜、立体显微镜，解剖镜，是一种具有正像立体感的目视仪器，广泛的应用于生物学、医学、农林等。它具有两个完整的光路，所以观察时物体呈现立体感。主要用途有：①作为动物学、植物学、昆虫学、组织学、考古学等的研究和解剖工具。②做纺织工业中原料及棉毛织物的检验。③在电子工业，做晶体等装配工具。④对各种材料气孔形状腐蚀情况等表面现象的检查。⑤对文书纸币的真假判断。⑥透镜、棱镜或其它透明物质的表面质量，以及精密刻度的质量检查等。 3、金相显微镜主要是用来鉴定和分析金属表面组织结构，是金属学研究金相的重要仪器，是工
业部门鉴定产品质量的关键设备，专门用于观察金属和矿物等不透明物体金相组织的显微镜。这些不透明物体无法在普通的透射光显微镜中观察，故金相和普通显微镜的主要差别在于前者以反射光，而后者以透射光照明。不仅可以鉴别和分析各种金属、合金材料、非金属物质的组织结构及集成电路、微颗粒、线材、纤维、表面喷涂等的一些表面状况，金相显微镜还可以广泛地应用于电子、化工和仪器仪表行业观察不透明的物质和透明的物质。如金属、陶瓷、集成电路、电子芯片、印刷电路板、液晶板、薄膜、粉末、碳粉、线材、纤维、镀涂层以及其它非金属材在金相显微镜中照明光束从物镜方向射到被观察物体表面，被物面反射后再返回物镜成像。所以用金相显微镜来检验分析金属内部的组织结构在工业生产中是十分重要的。体视显微镜在工业生产中也可以用到，但是它只是用来观察金属表面划伤、划痕等，放大倍数一般在10X-50X之间，金相的放大倍数一般在40X-400X，有些可以达到800X。 (三)、按光学原理可分为偏光、相衬和微差干涉对比显微镜等。 1、偏光显微是鉴定物质细微结构光学性质的一种显微镜。凡具有双折射性的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。主要用于研究透明与不透明各向异性材料。一般具有双折射的物质都可以用这种显微镜进行观察。双折射性是晶体的基本特征。因此，偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域，如在植物学方面，如鉴别纤维、染色体、纺锤丝、淀粉粒、细胞壁以及细胞质与组织中是否含有晶体等。在植物病理上，病菌的入侵，常引起组织内化学性质的改变，可以偏光显微术进行鉴别。在人体及动物学方面，常利用偏光显微术来鉴别骨骷、牙齿、胆固醇、神经纤维、肿瘤细胞、横纹肌和毛发等。 2、相衬显微镜又称为相差显微镜，最大的特点就是可以观察未经染色的标本和活细胞。这些样品在一般的显微镜下是观察不到的，而相差显微镜则利用物体不同结构成分之间的折射率和厚度的
实验一金相显微镜的操作和使用
工程材料 实验指导书 上海交通大学机械与动力工程学院基础与实验教学中心
目录 实验一铁碳相图平衡组织分析 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验原理 (1) 三、实验设备和材料 (3) 四、实验内容和实验报告 (3) 实验二碳钢热处理后显微组织观察 (4) 一、实验目的 (4) 二、实验原理 (4) 三、实验设备和材料 (6) 四、实验内容和实验报告 (6)
实验一铁碳相图平衡组织分析 一、实验目的 1、观察和分析铁碳合金的平衡组织； 2、分析铁碳合金显微组织的形成过程。 二、实验原理 图1-1 铁碳平衡相图 铁碳合金是目前应用最广泛的工程材料，铁碳合金的平衡组织是研究铁碳合金的性能及相变机理的基础，其相图如1-1所示。通常将缓冷（退火）后的铁碳合金组织看作为平衡组织，具体分类见表1-1。 表1―1 铁碳合金的分类和组织
1、铁碳合金的平衡组织 铁碳合金在常温下只有两相，即铁素体和渗碳体，由于含碳量的不同，这两个基本相的相对量，形状和分布情况有很大的不同，因此呈现各种不同的组织形态。下面介绍一下各种显微组织的基本特征： （1）铁素体：是碳在α—Fe中的固溶体，碳的浓度是可变的，在727℃时达到最大溶解度，为0.0218%，在常温下，碳的浓度为0.0008%左右，铁素体的硬度很低，塑性好，经4%硝酸酒精浸蚀后呈白亮色。含碳量较低时，铁素体呈块状分布，随含碳量增加，铁素体量减少，在接近共析成分时，铁素体呈网状分布在珠光体周围。 （2）渗碳体：是碳与铁的一种化合物，化学式为Fe3C，含碳量很高，达6.69%，坚硬而脆，抗浸蚀能力很强，经4%硝酸酒精浸蚀后成白亮色。在过共晶白口铸铁中的一次渗碳体是从液态中直接结晶成的，故呈条状分布。在过共析钢和亚共晶白口铸铁中的二次渗碳体是从奥氏体中沿晶界析出的，所以呈网状分布在珠光体的周围。由于渗碳体硬度很高，所以在磨面上是突起的。 铁素体和渗碳体经4%硝酸酒精浸蚀后都呈白亮色，若用苦味酸纳溶液浸蚀，铁素体仍为白色，渗碳体则被染成黑褐色，由此可区别铁素体和渗碳体。 （3）珠光体：是铁素体和渗碳体的两相混合物。 片状珠光体是经一般退火后得到的铁素体和渗碳体的片层交叠组织，经4%硝酸酒精浸蚀后，这种组织在显微镜下由于放大倍数不同而有不同的特征，在600倍以上观察时，可见珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体都呈白亮色，而边界呈黑色；在400倍左右观察时，由于显微镜鉴别率降低，白亮的细条渗碳体被黑色的边界所“吞没”而呈黑色，这时看到的珠光体是宽条白亮色铁素体和细条渗碳体相间；在200倍以下观察时，宽条白亮色的铁素体也难以区分了，这时的珠光体特征是暗黑色，低碳钢中的珠光体量很少，片间距细小，即使在较高倍观察时也是暗黑色的。 2、各组织的机械性能 为了掌握铁碳合金的机械性能，必须控制各种组织的相对量，已知铁素体软而塑性好，渗碳体硬而脆，珠光体是这两相的机械混合物，莱氏体则是渗碳体和珠光体的混合物。铁素体、渗碳体、和珠光体的机械性能如表1-2。
设备名称金相显微镜
设备名称：金相显微镜 型号：Nikon LV150 数量：1台 主要参数： 1、观察方法：可进行明场、暗场观察。 2、光学系统：CFI60 无限远校正光学系统，齐焦距离60mm； 3、放大倍数：50—1000倍。 4、照明系统：12V50W卤素灯照明系统，提供最佳成像照明的复眼光学系统。 5、滤色片：内置机身，滤光片。 6、目镜筒：防霉型三目镜筒，三级分比。 7、对焦装置：对焦目标可移入光路，这一特性对于裸片之类的低对比度工件的正确对焦成为方便。 8、目镜头及目镜：10倍宽视野目镜（视野25mm），带测微尺，可任意设定0～30°的观察角度。 9、转换器：6 孔转换器。 10、载物台：超硬防腐铝涂层表面，8 X 8晶圆台，不用移动工件，载物台微调手柄位置固定于显微镜主机操作部旁，可以任何方向自由移动；所有的操作部都尽在手边，移动载物台、对焦等显微操作，不用抬手，只需动动手腕就可轻松执行。 11、物镜： 1) 5倍平场荧光BD物镜数值孔径0.15, 工作距离18.0 mm 2) 10倍平场荧光BD物镜数值孔径0.30, 工作距离15.0 mm 3) 20倍平场荧光BD长工作距离物镜数值孔径0.40, 工作距离13.0 mm 4) 50倍平场荧光BD长工作距离物镜数值孔径0.55, 工作距离9.80 mm 5) 100倍平场荧光BD长工作距离物镜数值孔径0.80, 工作距离3.50mm 12、显微数码摄像系统技术参数： 524万像素高分辨率2/3"彩色冷CCD。 动态显示速成度最快28帧/秒； 曝光时间范围：1/1000-600秒； 间时记录间隔：5秒-12小时； 适合明场,暗场,相差,DIC，荧光图像的捕获;0.7X C型接口 13、专业软件： 实时预览图象，调整感光度，曝光时间，快门速度，积分时间，色彩平衡等多种参数，控制拍摄，直接拍摄图象, 并可以做时间序列拍摄及3D、4D多维图像采集.提供图象注释功能; 可做图象旋转调整, 图象局部放大功能; 提供对图象序列的生成, 差分; 均化功能; 对待测图像进行加强效果RGB三原色色彩、亮度、对比度、Cama 值等调整，对待测图加注标尺；可进行自动测量,自动计数，拼大图等分析功能。 14、数码单反相机(显微数码摄像系统)： 像素：CMOS感应器，36.0 ×23.9mm，1,600万像素FX格式 新增数码D-Movie短片功能，功能更加强大 影像感应器清洁：倍加呵护相机 EXPEED：尼康的高质量数码影像综合处理方案 横向色差消减：没有暗角的锐利画质 动态D-Lighting：拯救高亮和阴影区域的色调 优化校准：自定义色调和色彩
金相显微镜在显微组织观察中的应用
金相显微镜在显微组织观察中的应用 ------大纲、实验指导书 大纲 实验学时：3 实验类型：综合 实验所属实验课程：光学分析实验教学模块 实验指导书名称：《材料光学技术实验》实验指导书 相关理论课程名称：材料科学与工程学导论、大学物理、金工实习 撰稿人：**** 日期：2011-7-28 一、目的与任务 了解、熟悉普通金相显微镜的操作、研究级显微镜的特点以及显微镜的基本成像原理。了解显微镜在金相研究中的作用、应用；熟悉测微目镜的使用原理及实际应用；明确不同倍率物镜在显微组织分析中的正常选取原则。掌握手绘记录一幅观察到的显微组织图像。了解显微镜技术的最新动向（介绍OLS4000激光共聚焦显微镜--根据具体情况增、删）。 二、内容、要求与安排方式 1、实验内容与要求 教师简要介绍显微镜的基本组成，操作技术，同学通过实际使用，熟悉普通金相显微镜的操作；了解高级显微镜的操作；养成良好的工作习惯。课后，依据参考资料，进一步了解金相显微镜的细致技术内容。 根据教师对于测微目镜、测微标尺的介绍，同学自己通过思考、操作，标定测微目镜中每个刻度在不同物镜条件下的实际尺度大小。 定量了解不同放大倍数组合下所观察的实际物理尺度的大小：比如，100×--1.8mm；500× --0.4mm的圆形区域。 根据透镜的几何放大原理，同学们自己确定显微镜分辨能力的主要决定者是谁；同时，根据光的波动性质，解释显微镜最小分辨能力。 要求学生全面掌握金相显微镜的操作技术，并能够在今后的实验中熟练操作实验室所拥有的常规型号的显微镜（4X1型、CK40M型）。 了解孔径光阑、视场光阑的作用以及应用。 针对具体样品，说明明场下“显微镜成像”的基本原理。同时，进一步理解为什么要进行磨光、抛光、腐蚀的操作后，才可以进行显微组织的分析。
金相显微镜使用注意事项
金相显微镜使用注意事项 金相显微镜使用注意事项： （1）操作时必须特别谨慎，不能有任何剧烈的动作。不允许自行拆卸光学系统。 （2）严禁用手指直接接触显微镜镜头的玻璃部分和试样磨面。若镜头上落有灰尘，会影响显微镜的清晰度与分辨率。此时，应先用洗耳球吹去灰尘和砂粒，再用镜头纸或毛刷轻轻擦拭，以免直接擦试时划花镜头玻璃，影响使用效果。 （3）切勿将显微镜的灯泡（6~8V）插头直接插在220V的电源插座上，应当插在变压器上，否则会立即烧坏灯泡。观察结束后应及时关闭电源。 （4）在旋转粗调（或微调）手轮时动作要慢，碰到某种阻碍时应立即停止操作，报告指导教师查找原因，不得用力强行转动，否则会损坏机件。 3.金相显微镜仪器维护 为了使仪器在正常使用条件下，保持它的有效性能，除了必须使用恰当外，还必须注意加强维护保养，现就维护保养问题提出下列几点要求（仅供参考）。 （1）仪器应贮放在空气流通和较干燥的地方，避免过冷过热和接触腐蚀性气体，不能与化学用品（干燥剂除外）同时贮放于同一地方。使用后宜用罩子遮盖并抹擦干净。不用时,要及时移走试样（玻片），用擦镜纸擦拭镜头，并将镜头转成八字式，同时下降镜筒固定，以免物镜镜头与集光器上的透镜相击而受损。再将显微镜装放入木箱内，放置在干燥、通风处。在可能条件下，最好每隔一定的时间，选择天气好的日子，将仪器和附件从木箱中取出，一起在室内宽敞、干燥、空气流通的地方，作两、三小时的室内晾曝。在高温天气作业完毕后，应注意贮放地点的温度，如温差悬殊，用毕后即收藏会在仪器上面产生湿气，容易使仪器发潮损坏。 （2）使用后应给目镜斜管盖上防尘盖子，如没有防尘盖子亦应套上目镜，以免灰尘落入斜管内，影响镜座光具的清洁。 （3）不宜随便拆卸和揩抹光学系统内部的半反射镜。除此之外，在透镜或玻璃表面不慎接触油污尘垢，可用细洁亚麻布或洁净脱脂棉花，沾少许二甲苯拭除（但不能用酒精，以免浸入透镜内层影响质量），由镜头中心向外旋转擦拭，并用擦镜纸或软绸布轻轻拭净,否则易于脱胶，或模糊而影响检测效果。如只是沾上灰尘，可用橡皮小吹风球把灰尘吹掉（不可用口吹），或用软毛笔或用细木棒卷上棉花，轻轻擦除之。镜头表面镀有一层兰透光膜，不要误作污物擦拭，禁止用金属工具来代替棉签进行擦拭。 （4）使用油浸系物镜后，必须立即采用上述方法把油垢除去，抹擦干净，抹时千万小心，特别注意不能按压镜面，否则容易使透镜脱离镜座。 （5）仪器长期使用后，粗动滑板部分及载物台滑动部分可能出现油脂不足或干涸现象，此时应及时添加润滑油脂。粗（微）动机构宜用流动性油脂，载物台滑动部分宜用有适当粘度的（但注意不能含有酸性）油脂。
金相显微镜的使用方法
金相显微镜的使用方法 金相显微镜或是数码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。的使用方法，供参考！ 使用方法 1、根据观察试样所需的放大倍数要求，正确选配物镜和目镜，分别安装在物镜座上和目镜筒内。 2、调节载物台中心与物镜中心对齐，将制备好的试样放在载物台中心，试样的观察表面应朝下。 3、将显微镜的灯泡插在低压变压器上（6～8V），再将变压器插头插在220V的电源插座上，使灯泡发亮。 4、转动粗调焦手轮，降低载物台，使试样观察表面接近物镜；然后反向转动粗调焦旋钮，升起载物台，使在目镜中可以看到模糊形象；最后转动微调焦手轮，直至影象最清晰为止。 5、适当调节孔径光阑和视场光阑，选用合适的滤镜片，以获得理想的物像。 6、前后左右移动载物台，观察试样的不同部位，以便全面分析并找到最具代表性的显微组织。 7、观察完毕后应及时切断电源，以延长灯泡使用寿命。 8、实验结束后，应小心卸下物镜和目镜，并检查是否有灰尘等污染，如有污染，应及时用镜头纸轻轻擦试干净，然后放人干燥器内保存，以防止潮湿霉变。显微镜也应随时盖上防尘罩。
日常维护 为保证系统的使用寿命及可靠性，注意以下事项： 1.试验室应具备三防条件：防震（远离震源）、防潮（使用空调、干燥器）、防尘（地面铺上地板）；电源：220V+-10%,50HZ温度：0度-40度. 2.调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。 3.当载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置时不要切换物镜，以免划伤物镜。 4.亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也有损视力。 5.所有（功能）切换，动作要轻，要到位。 6.关机时要将亮度调到最小。 7.非专业人员不要调整照明系统（灯丝位置灯），以免影响成像质量。 8.更换卤素灯时要注意高温，以免灼伤；注意不要用手直接接触卤素灯的玻璃体。 9.关机不使用时，将物镜通过调焦机构调整到最低状态。 10.关机不使用时，不要立即该盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。 11.不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。
金相显微镜的使用与金相样品的制备实验报告
金相显微摄像 一、实验目的: (一)了解普通金相显微镜的构造与使用方法。 (二)了解金相试样的制备方法。 (三)学习使用金相显微镜观察金相组织。 二、实验设备及材料: 实验设备:金相显微镜、砂轮机、抛光机、吹风机、玻璃板、培养皿、镊子。材料:金相试样、砂纸一套(800,1000,1200 )、抛光液(Al2O3)、腐蚀剂(4% 硝酸酒精溶液)、药棉、酒精 三、实验内容及步骤: 实验内容:(1)用机械抛光和化学侵蚀的方法制备金相样品 (2)观察试样的显微组织,并绘制组织图。 试验步骤:(1)金相样品的截取及镶嵌 (2)金相样品磨光 (3)金相样品的抛光 (4)金相样品的化学侵蚀 (5)显微组织的观察与记录
四、简述金相显微镜的放大原理:显微镜的成象放大部分主要由两组透镜组成。靠近观察物体的透镜叫物镜,而靠近眼睛的透镜叫目镜。通过物镜和目镜的两次放大,就能将物体放大到较高的倍数 五、简述金相显微镜的基本构造 金相显微镜通常由光学系统,照明系统和机械系统三大部分组成,有的显微镜还附有摄影装置 (一)金相显微镜机械装置 显微镜的机械装置要由镜座、镜臂、载物台、镜简、物镜转换器及调焦装置等。它是支持放大、照明部分的支架、具固定与调解光学镜头,固定和移动标本作用。 二)金相显微镜放大部分 放大部分包括接物镜和接目镜。 (三)金相显微镜照明部分 照明部分包括反光镜、滤光镜、虹彩光圈和聚光镜等 六、金相制样的基本过程包括几个方面?这几个方面各是哪些? 制备显微试样包括取样、磨光、抛光及浸蚀四个步骤 1、取样 取样时应根据被分析材料或零件的特点。选择有代表性的部分。试样最适合的尺寸是直径为12mm,高为10mm的圆柱体或面积为12*12㎜2,高10mm的长方体。根据材料性质不同,可用手锯、用车床切削、用锤子击碎以及用砂轮切割等方法截
金相显微镜的构造及使用.
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库球墨铸铁铸件生产技术课程金相显微镜的构造 及使用 主讲：贺生明 榆林职业技术学院
金相显微镜的构造及使用 一、概述 众所周知，放大镜是最简单的一种光学仪器，它实际上是一块会聚透镜（凸透镜），利用它就可以将物体放大。但金相显微镜不象放大镜那样由单个透镜组成，而是由两组透镜组成。靠近所观察试样的透镜叫做物镜，而靠近眼睛的透镜叫做目镜。借助物镜与目镜的两次放大，就能将物体放大到很高倍数（1~1000倍）。图1所示为在显微镜中得到放大物象的光学原理图。 图1金相显微镜光学原理图 ×M目金相显微镜总的放大倍数应为物镜与目镜放大倍数的乘积，即：M 总=M物放大倍数用符号“X”表示，例如物镜放大倍数为25Х，目镜放大倍数为10Х，则显微镜的放大倍数为25×10=250Х。显微镜的主要放大倍数通过物镜来保证，物镜的最高放大倍数可达100Х，目镜的放大倍数可达25Х。放大倍数均分别标注在物镜与目镜上。 在使用显微镜观察试样时，应根据其组织的粗细情况，选择适当的放大倍数。以细节部分观察得清晰为准。 显微镜的鉴别能力（鉴别率）：显微镜的鉴别能力是显微镜也是物镜最重要的特性，它是指显微镜对于试样上最细微部分所能获得清晰映象的能力。物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力，物镜的数值孔径越大，表明物镜的鉴别能力也就是显微镜的鉴别能力越高。物镜的数值孔径与放大倍数一起刻在镜头外壳上，例如镜头上刻有25/0.50，这个0.50即表示物镜的数值孔径。 显微镜质量的好坏，主要取决于：放大倍数、透镜的质量、显微镜的鉴别能力。
二、金相显微镜的构造 金相显微镜最常见的有台式、立式和卧式三大类。金相显微镜通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。现以4XI型台式金相显微镜为例加以说明。 光学系统：由光源、反光镜、物镜组、目镜及多组聚光镜组组成。图2是金相显微镜光路图。 图2金相显微镜光路图 照明系统：由安装在底座上的低压灯泡、聚光镜、反光镜、孔径光栏和安装在支架上的视场光栏和另一聚光镜组成。 机械系统：由载物台（试样台）、物镜转换器（安装多个物镜）、目镜筒（接目镜）、粗调和微调手轮、视场光栏（调节视域大小）和孔径光栏（调节进光 量）组成。图3为金相显微镜构造 图3金相显微镜构造
金相显微镜在金属材料研究中的应用
金相显微镜在金属材料研究中的应用 李慕姚 1351626 1 前言 金相学所研究的是合金组织和金属的一门科学，它所应用的是通过金属显微镜来观察并且以此来研究金属组织的内部和性能二者之间的关系，早在十九世纪六七十年代就已经有利用金相显微镜来系统的对钢铁的组织进行研究。在十九世纪之后，显微镜取得了快速的发展，它的功能和作用也越来越多。在1909 年出现了高温金相的应用，在1924 年出现了偏光的应用，在1934 年产生了低温金相装置，在1948 年产生了多光束干涉仪，随后的两年相衬的应用和偏光干涉显微镜的出现等一系列显著的和突飞猛进的成果，这也使得金相实验的技术得到了广泛的研究和使用。 本文对金相显微镜所涵盖的内容和原理进行了简单的概述，对金相实验技术在日常金属材料研究中的应用做了分析和探讨。 2 金相显微镜构造 图1为实验室中常见的金相显微镜及其计算机观测系统，图二则为其抽象的构造图，可以看出，其组成包括光学系统，照明系统和机械系统3个部分组成其中光学系统由光源、反光镜、物镜组（图三）、目镜（图四）及多组聚光镜组组成。照明系统由安装在底座上的低压灯泡、聚光镜、反光镜、孔径光栏和安在支架上的视场光栏和另一聚光镜组成。机械系统：由载物台（试样台）、物镜转换器（安装多个物镜）、目镜筒（接目镜）、粗调和微调手轮（图四）、视场光栏（调节视域大小）和孔径光栏（调节进光量）组成 图一图二
图三图四 金相显微镜与一般显微镜的成像原理相同，这里就不再赘述。 2 金相实验样品制备 金相实验样品制备一般四个步骤，取样，磨制，抛光，浸湿 2．1金相试样的取样原则 金相试样按照金属或在钢材上所取的截面位置的不同，可分为横向试样（磨面为原构件的横截面）和纵向试样（磨面为原构件的纵截面）。 横向试样常用于观察： (1)试样中心边缘组织分布的渐变情况； (2)表面渗层、硬化层、镀层等表面处理的深度及其组织； (3)表面缺陷,如裂纹、脱碳、氧化、过烧等疵病的深度； (4)非金属夹杂物在整个端面上的分布情况； (5)测定晶粒度等。 纵向试样常用于观察： (1)非金属夹杂物大小、变形情况及其含量； (2)带状组织的存在或消除情况； (3)塑性变形引起的晶粒或组织变形的情况。 金相试样的形状，一般选择方柱体和圆柱体两种。 2．2 磨制 试样的磨制一般分为粗磨和细磨两道工序。 粗磨的目的是为了获得一个平整的表面。试样截取后，在砂轮上磨制，压力不宜过大，并随时用水冷却，以防受热引起金属组织变化。经粗磨后试样表面虽较平整，但仍存在有较深的磨痕。 细磨的目的就是为了消除这些磨痕，以得到平整而光滑的磨面，为进一步的抛光做好准备，将粗磨好的试样用水冲洗并擦干后，随即依次在由粗到细的各号金相砂纸上把磨面磨光。除手工磨制外，还可以将不同型号的砂纸贴在带有旋转圆盘的预磨机上，实现机械磨制。
浅谈显微镜物镜的分类和用途
浅谈显微镜物镜的分类和用途 物镜是显微镜的核心光学部件，各个厂家其型号和规格名目繁多，下面来介绍一下分类，供大家参考。大致可以有以下四种分类方式： 1．按色差校正程度分类 （1）一般消色差物镜：这是最常见的物镜，尽管各厂家的标示不一样，但一般都有“Ach”字样。 （2）平场消色差物镜：一般这种物镜标有PLAN字样，这种物镜的视场平坦，非常适合显微照相，观察起来也比较舒适。 （3）半复消色差物镜，一般带有FL字样，能校正红、兰两色的色差和球差。这种可用于荧光观察等，是比较高级的物镜。 （4）复消色差物镜：标有APO字样，是观察和显微照相用的一流物镜，它们的性能只受物理定律的限制。该物镜具有优良的修正性和极其高的数值孔径，所以在观察和显微照相术方面具有最大的分辨率、色彩纯度、对比度以及图象平直度。如奥林巴司 UPLAN SAPO 100X/1.40 OIL物镜。 2．按功能分类 （1）相差物镜（Phase contrast）,用来观察无色透明的标本或活细胞，倒置显微镜上使用广泛，一般带有PH标志，且字体用绿色。 （2）DIC物镜，可以做DIC的物镜，一般要求半复消色差物镜，DIC观察无色样品或或细胞。 （3）HMC物镜，标有HMC标志，一种类似相差物镜的物镜，观察效果有立体感比较强，但不能用于荧光观察。 （4）偏光物镜，一般标有POL字样，这种物镜装配了克服应力设备，是专做偏光的物镜。 （6）多功能物镜，有的厂家生产一种多功能物镜，比如可以同时做相差，DIC，荧光等，这种物镜要稍微贵些。一般带有U标志,比如奥林巴斯的”UPLF LN”物镜和蔡司的”EC PLAN –NEOFLUAR”系列物镜。 3．按工作距离分类 （1）普通物镜：工作距离可以看切片，但不能看培养皿。 （2）长工作距离物镜：一般有LD标志,例如奥林巴斯的LUCPLFLN-PH物镜和蔡司的LD-A-PLAN PH物镜。 这些物镜可以用于培养皿、培养瓶等容器的观察。工作距离高至10.6mm，并可以进行光学修正，适用于0~2mm厚度的盖玻璃，通常由修正环或特殊的玻璃盖帽完成修正。
金相显微镜操作规程
金相显微镜操作规程 金相显微镜属于精密光学仪器，为了保证金相显微镜系统正常的发挥功能，特制定本规程。 金相显微镜由专人使用，专人负责日常维护、保养。任何人未经许可，不得调试该设备。 金相显微镜系统的操作步骤及日常维护、保养注意事项如下： 一、显微镜部分 1、去掉防尘罩，打开电源。 2、将试样置于载物台垫片，调整粗/微调旋钮进行调焦，直到观察到的图像 清晰为止。 3、调整载物台位置，找到关心的视场，进行金相分析。 二、计算机及图像分析系统 将金相显微镜上的观察/照相切换旋钮调至PHOT位置，金相显微镜里观察到的信息便转换到视频接口和摄像头，打开计算机，启动图象分析软件，即可观察到来自金相显微镜的实时的图像，找到关心的视场后将其采集、处理。 三、日常维护、保养及注意事项 为保证系统的使用寿命及可靠性，注意以下事项： 1，试验室应具备三防条件：防震（远离震源）、防潮（使用空调、干燥器）、防尘（地面铺上地板）；电源：220V±10%，50HZ；温度：0°C—40°C。 2，调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。 3，当载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置时不要切换物镜，以免划伤物镜。 4，亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也有损视力。 5，所有（功能）切换，动作要轻，要到位。 6，关机时要将亮度调到最小。 7，非专业人员不要调整照明系统（灯丝位置灯），以免影响成像质量。 8，更换卤素灯时要注意高温，以免灼伤；注意不要用手直接接触卤素灯的玻璃体。 9，关机不使用时，将物镜通过调焦机构调整到最低状态。 10，关机不使用时，不要立即该盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。 11，不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。 12，非专业人员不要尝试擦物镜及其它光学部件。目镜可以用脱脂棉签蘸1:1比例（无水酒精：乙醚）混合液体甩干后擦拭，不要用其他液体，以免损伤目镜。