实验一 金相显微镜分享资料
实验一 金相显微镜的构造及使用
实验一金相显微镜的构造及使用一、实验目的1、了解金相显微镜的光学原理和构造；2、初步掌握金相显微镜的使用方法。
3、掌握金相显微镜的维护二、实验概述金相显微镜是进行金属显微分析的主要工具。
将专门制备的金属试样放在金相显微镜下进行放大的观察，可以研究金属组织与其成分和性能之间的关系；确定各种金属经不同加工及热处理后的显微组织；鉴别金属材料质量的优劣，如各种非金属夹杂物在组织中的数量及分布情况以及金属晶粒度大小等。
因此，利用金相显微镜来观察金属的内部组织与缺陷是金属材料研究中的一种基本实验技术。
简单地讲，金相显微镜是利用光线的反射将不透明物件放大后进行观察的。
下面分别介绍金相显微镜的基本原理和使用方法。
（一）金相显微镜的原理及使用1．金相显微镜的光学放大原理金相显微镜是依靠光学系统实现放大作用的，其基本原理如图1所示。
图1 显微镜的成像原理图系统主要包括物镜、目镜及一些辅助光学零件。
对着被观察物体AB的一组透镜叫物镜O1—O1；对着眼睛的一组透镜叫目镜O2—O2。
现代显微镜的物镜和目镜都是由复杂的透镜系统所组成，放大倍数可提高到1600~2000倍。
当被观察物体AB置于物镜前焦点略远处时，物体的反射光线穿过物镜经折射后，得到一个放大的倒立实像A′B′（称为中间像）。
若A′B′处于目镜焦距之内,则通过目镜观察到的物像是经目镜再次放大的虚像A″B″。
由于正常人眼观察物体时最适宜的距离是250mm（称为明视距离），因此在显微镜设计上，应让虚像A″B″正好落在距人眼250mm 处，以使观察到的物体影像最清晰。
2．金相显微镜的主要性能a)放大倍数显微镜的放大倍数为物镜放大倍数M物和目镜放大倍数M目的乘积，即：M=M物×M目=L/f物×D/f目式中，f物——物镜的焦距；f目——目镜的焦距；L ——显微镜的光学镜筒长度D——明视距离（250mm）f物、f目越短或L越长，则显微镜的放大倍数越高。
有的小型显微镜的放大倍数需再乘一个镜筒系数，因为它的镜筒长度比一般显微镜短些。
一金相显微镜的使用及金相试样的制备
实验一 金相显微镜的使用及 金相试样的制备
• （二）金相试样的制备（参考标准为GB/T13298—91
《金属显微组织检验方法》）
• 1、试样的选取（取样） • 试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造方法，检验的目的，技术条
实验一 金相显微镜的使用及 金相试样的制备
• 四、实验步骤 • 1、每班按3人一组，每组领取一套砂纸，按如图1-6所示沿虚线
• •
裁开，每人领取一个试样； 2、先将砂纸平铺在玻璃板上，左手伸开按住砂纸，右手将试样 拿平，慢慢往前推，然后提起拿回来，再慢慢往前推，直到试样 表面划痕方向一致且均匀时再换下一道砂纸； 3、将磨好的试样用水冲洗干净，再在抛光机上轻轻抛光，直到 表面没有划痕为止； 4、将抛光好的试样用水冲洗干净，再用有酒精的脱脂棉擦洗， 用吹风机吹干，最后用硝酸酒精浸蚀，清洗吹干后准备观察。 5、磨好的试样磨面朝下放在载物台中心，先用低倍再用高倍仔 细观察。 6、对磨好试样的组织进行分析，画出组织示意图。 7、每组可选组织较好的样品，进行照相。
实验一 金相显微镜的使用及 金相试样的制备
• 3、试样磨制 • （1）粗磨：粗磨即磨平，主要目的是获得平整的磨面和
规则的外形，其次是试样的倒棱，以免细磨和抛光时划烂 砂纸或抛光布，但对于需要观察表层组织(如渗碳层、脱 碳层)的试样，则不能倒棱。一般黑色金属要用砂轮打平， 对于很软的材料(如铝、铜、镁等有色金属)可用锉刀锉平。 磨砂轮时应利用砂轮的侧面，并使试样沿砂轮径向缓慢往 复移动，施加压力要均匀，且试样要不断用水冷却，以防 止试样因受热升温而产生组织变化，手持试样的姿势从头 到尾不能改变。这样既可以保证使试样磨平，还可以防止 砂轮侧面磨出凹槽，使试样无法磨平。
实验一 金相显微观察
实验一金相显微观察一、实验目的1、了解金相显微镜的结构原理、熟悉各种零件的性能和作用。
2、掌握显微镜分辨率的概念及其影响因素。
3、学会正确操作上海4XB型金相显微镜。
4、学会用金相显微镜观察金相显微组织和腐蚀位错蚀坑形状；二、实验仪器4XB型双目倒置金相显微镜、金相样品三、实验原理随着探索自然与改造自然的科学事业的发展，人们迫切希望得到观察微观世界的工具。
显微镜的发明，将视觉延伸到肉眼无法看到的微观组织中去，因此显微镜日益成为各个领域的科学工作者不可缺少的工具之一。
金相显微分析是研究工程材料内部组织结构最基本、最重要、应用最广泛的研究方法之一。
显微分析可以研究金属组织与其化学成分的关系；确定各种金属经不同的加工与热处理后的显微组织；鉴别金属材料质量的优劣。
1. 金相显微镜的光学原理金相显微镜是由两个透镜组成，对着金相试样的透镜称为物镜，对着眼睛的透镜称为目镜。
借助于物镜与目镜的两次放大，就能使物体放大到很高倍数。
其光学原理如图1所示。
当所观察的物体AB置于物镜前焦点F1外少许时，物体的反射光线穿过物镜经折射后，就得到一个放大了的倒立实像AˊBˊ，若AˊBˊ处于目镜的前焦距以内，在经过目镜放大后，人眼在目镜上观察时，在250mm 明视距离处（正常人眼看物体时，最适宜的距离大约在250mm左右，这时人眼可以很好的区分物体的细微部分而不易疲劳，这个距离被称为“明视距离”），看到一个经再次放大的倒立虚像AˊBˊ。
所以，观察到的像是经物镜和目镜两次放大的结果。
由图1可以看出，物镜对物体起着放大作用，而目镜则是放大由物镜所得到的物像。
金相显微镜的优劣，主要取决于以下几点：①显微镜的放大倍数由下式来确定：M=M物·M目=L/f物·D/f目⑴式中：M—显微镜的放大倍数；M物——物镜的放大倍数；M目——目镜的放大倍数；f物——物镜焦距；f目——目镜焦距；L—显微镜的镜筒长度（即目镜与物镜的距离）；D—明视距离（250mm）。
实验1 金相显微镜的结构与使用资料
实验1. 金相显微镜的构造与使用一、原理概述:金相分析是人们通过金相显微镜来研究金属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方法。
显微组织是指如晶粒、包含物、夹杂物以及相变产物等特征组织。
利用这种方法来考查如合金元素、成分变化及其与显微组织变化的关系：冷热加工过程对组织引入的变化规律；应用金相检验还可对产品进行质量控制和产品检验以及失效分析等。
1．金相显微镜的成象原理简介人眼对客观物体细节的鉴别能力是很低的，一般是在0.15~0.30mm 间。
因此，观察认识客观物体的显微形貌，必需藉助显微镜。
显微镜放大的光学系统由两级组成。
第一级是物镜，细节AB 通过物镜得到放大的倒立实角A 1B 1。
A 1B 1的细节虽已为被区分开，但其尺度仍很小，仍不能为人眼所鉴别，因此，还需第二次放大。
第二级放大是通过目镜来完成。
当经第一级放大的倒立实象处于目镜的主焦点以内时，人眼可通过目镜观察到二次放大的A 3B 3的正立虚象。
(1) 物镜的成象:根据几何光学可知，当被观察的物体处于该透镜的一倍焦距与二倍焦距之间时，物体的反射光通过物镜经折射后在透镜的另一侧可以得到一个放大的倒立实像。
为了充分发挥物镜的能力，一般设计时是让被观察物体处于很接近于焦点处，因此计算其放大倍数时可以用物镜的焦距f 。
见图1-1。
11A B LM AB f ''=≈物物式中：f 物——接物镜焦距；L ——F 1到实象间的距离；M 物——物镜放大倍数。
(2) 目镜的成象同样据几何光学成象规律可知，当被观察物体处于该透镜的一倍焦距以内时，人眼通过透镜观察，可以在250mm 远处看到一个放大了的正立虚象(250mm在这里称为明视距离)。
见图1-2。
目镜的放大倍数250M f目目式中：f 目——目镜的焦距； 250——人眼的明视距离(mm)/； 目——目镜的放大倍数。
M显微镜的成象(3) 被观察物体的细节经物镜放大后的实象落到目镜主焦点以内后，人眼观察可看到经两次放大后的虚象。
金相显微镜的使用及金相试样的制备实验
实验一金相显微镜的使用及金相试样的制备一．实验目的1．学习了解金相显微镜的使用。
2．学习了解金相试样的制备。
二．概述利用金相显微镜，在试样上观察金属组织的方法称为显微分析，所能观察到的金属组织称为显微组织。
显微分析是研究金属材料的一种重要方法。
通过这种方法可以观察、研究金属材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物等在组织中的数量和分布情况等问题。
金相显微镜可以用于研究材料的组织结构与化学成分之间的关系；确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织；判别材料质量的优劣等。
1．金相显微镜的构造及使用正常人眼看物体时，最适宜的距离大约在250mm左右（称为明视距离），这时能分辨0.15~0.30mm距离，放大镜一般只能放大25倍，若要提高放大倍数以观察更细小的物体，就必须利用显微镜。
光学金相显微镜放大倍数为几十倍到2000倍，它的放大原理如图1.1所示。
图1.1 显微镜成像原理图对着被观察物体的透镜叫做物镜；对着人眼的透镜叫做目镜。
当观察物体AB放在物镜的举例焦点F1略远一点的地方时，则在透镜另一侧形成道理放大实像A1B1，A1B1处于目镜A B，虚像成像在人焦点F2之内。
人眼通过目镜观察实像A1B1时，将得到道理放大虚像''11眼明视距离处。
物镜的放大倍数目镜的放大倍数显微镜总的放大倍数即显微镜放大倍数等于物镜和目镜单独放大倍数的乘积。
本次实验使用XJP-100型金相显微镜，如图1.2所示。
它的构造可分为三部分：光学系统、机械系统和照明系统。
（1）光学系统：主要是目镜组和物镜组。
目镜：放大倍数有5⨯、10⨯、12.5⨯物镜：放大倍数有10⨯、40⨯、100⨯（2）机械系统：主要是底座、载物台、物镜转换器和调焦装置。
底座：支持整个显微镜体。
载物台：放置试样用。
武警转换器：用于更换不同倍数的物镜。
调焦装置：调节焦距用，一般显微镜分粗调和微调。
（3）照明系统：照明系统由光源、聚光透镜、孔径光栏、视场光栏和棱镜等组成。
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，此方法会导致像差增大和制造困难。
金相显微镜实验报告内容
金相显微镜实验报告内容一、引言金相显微镜是一种常用的金属材料显微分析工具。
通过观察金属材料的组织结构, 可以分析其性能和质量。
本实验旨在使用金相显微镜观察不同材料的金相组织，并对观察结果进行解析和讨论。
二、实验目的1. 熟悉金相显微镜的基本原理和操作方法。
2. 观察不同材料的金相组织，了解其组织结构特点。
3. 掌握金相组织的观察和分析方法。
三、实验仪器和材料1. 金相显微镜2. 研磨纸和砂纸3. 金相试样（不同材质和处理状态）四、实验步骤1. 样品制备：1. 将金属试样切割成适当大小（通常为10mm * 10mm * 3mm）。
2. 用砂纸将试样的表面磨平，再用研磨纸逐渐细磨，直到试样表面平整光滑。
3. 使用切割机将试样切割成适当大小的楔形样品。
4. 对楔形样品进行粗磨和精磨，用砂纸和研磨纸逐渐细磨，直到样品表面光滑。
2. 试样腐蚀：1. 将处理后的试样放入盛有酸性腐蚀液（如Nital）的容器中。
2. 在腐蚀液中浸泡一段时间，直到试样表面出现明显的腐蚀反应。
3. 从腐蚀液中取出试样，用水清洗干净，并用纸巾轻轻抹干。
3. 金相组织观察：1. 将腐蚀后的试样放置在显微镜载物台上，并固定好。
2. 通过显微镜的目镜和物镜进行对焦调整，使试样图像清晰可见。
3. 使用不同倍数的物镜进行观察，记录观察到的金相组织特征。
五、实验结果与分析通过金相显微镜观察，我们成功得到了不同材料的金相图像并进行了分析。
以下是我们观察到的一些主要结果：1. 结晶体：在显微镜下观察，结晶体呈现出明显的晶粒形状。
不同材料的晶粒大小和形态各异，反映出其不同的冶金处理历史和组织特征。
2. 晶界：晶界是相邻晶粒之间的界面，观察到的晶界可以显示出晶粒大小和形状的变化。
晶界的特征对材料的性能和强度有重要影响。
3. 金相组织：金相组织是材料内部的组织结构，包括晶粒大小、晶粒形态、晶粒分布和相含量等。
在显微镜下观察，不同材料呈现出不同的金相组织，反映了其冶金处理和热处理工艺的影响。
实验一 金相显微镜的使用及第二个实验金相试样的制备
实验一金相显微镜的使用及第二个实验金相试样的制备一、实验目的1.了解普通金相显微镜的构造与使用方法2.了解金相试样的制备方法3.学习利用金相显微镜进行显微组织分析二、实验概述利用肉眼或放大镜观察分析金属材料的组织和缺陷的方法称为宏观分析。
为了研究金属材料的细微组织和缺陷，可采用显微分析。
显微分析是利用放大倍数较高的金相显微镜观察分析金属材料的细微组织和缺陷的方法。
一般金相显微镜的放大倍数是10～2000倍，金属颗粒的平均直径在0.1～0.001mm范围内，正是借助于金相显微镜可看其轮廓的范围。
故显微分析是目前生产检验与科学研究的主要方法之一。
为了能观察到真实、清晰的显微组织，首先要了解金相显微镜的构造与使用，并制备好金相试样。
（一）金相显微镜研究金属显微组织的光学显微镜称为金相显微镜。
金相显微镜不同于生物显微镜。
生物显微镜是利用透射光来观察透明的物体，而金相显微镜则是利用反射光将不透明物体放大和进行观察。
1.金相显微镜成像原理金相显微镜是由两个透镜组成，对着金相试样的透镜称为物镜，对着人眼的透镜称为目镜。
现代金相显微镜的物镜与目镜实际上不是单片透镜，而是由固定在金属筒内的组合透镜所构成。
金相显微镜通过物镜与目镜两次放大而得到倍数较高的放大像。
现代金相显微镜的最高放大倍数可达1500~2000倍。
2．金相显微镜的鉴别率显微镜的鉴别率是指在显微镜视场中能分辨出物体相邻两点的最小距离。
由于物镜使被观察物体第一次放大，故显微镜的鉴别率主要取决于物镜的鉴别率。
鉴别率不同的两个物镜，在显微镜上配成相同的放大倍数时，其显微观察的效果是不同的。
物镜的鉴别率取决于照明用的入射光线的波长和物镜的集光能力，其关系式为：d=λ/(2N·A)式中：d——物镜能分辨出的物体相邻两点的最小距离；λ——照明用的入射光线的波长；N·A——物镜的数值孔径，它表示物镜的集光能力。
由公式可见，物镜的数值孔径N·A愈大，入射光的波长λ愈短，则物镜能分辨出物体相邻两点的最小距离就愈小，即其鉴别率就愈高。
金相观察实验
实验1金相显微镜的使用及金相试样的制备一、实验目的1〕掌握金相试样制备的根本方法2〕掌握金相显微镜的使用方法二、原理概述〔一〕金相显微镜的构造光学金相显微镜的构造一般包括放大系统、光路系统和机械系统三局部，其中放大系统是显微镜的关键局部。
(二) 使用显微镜时应注意的事项l)操作者的手必须洗净擦干，并保持环境的清洁、并保持环境的清洁、枯燥；2)用低压钨丝灯泡作光源时，接通电源必须通过变压器，切不可误接在220V 电源上；3)更换物镜、目镜时要格外小心，严防失手落地；4)调节物体和物镜前透镜间轴向距离(以下简称聚焦)时，必须首先弄清粗调旋钮转向与载物台升降方向的关系。
初学者应该先用粗调旋钮将物镜调至尽量靠近物体，但绝不可接触。
然后仔细观察视场内的亮度并同时用粗调旋钮缓慢将物镜向远离物体方向调节。
待视场内突然变得明亮甚至出现映象时，换用微调旋钮调至映象最清晰为止。
6)用油系物镜时，滴油量不宜过多，用完后必须立即用二甲苯洗净、擦干；7)待观察的试样必须完全吹干，用氢氟酸浸蚀过的试样吹干时间要长些，因氢氟酸对镜片有严重腐蚀作用。
〔三〕金相试样制备随着科学技术的开展，研究金属材料内部组织的手段也在不断增加。
然而光学金相显微分析仍然是最根本的方法。
光学金相显微分析的第一步是制备试样，将待观察的试样外表磨制成光亮无痕的镜面，然后经过浸蚀才能分析组织形态。
如因制备不当，在观察面上出现划痕、凹坑、水迹、变形层或浸蚀过深过浅都会影响正确的分析。
因此制备出高质量的试样对组织分析是很重要的。
金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个步骤。
1.取样从需要检测的金属材料和零件上截取试样称为"取样"。
取样的部位和磨面的选择必须根据分析要求而定。
截取方法有多种，对于软材料可以用锯、车、刨等方法；对于硬材料可以用砂轮切片机或线切割机等切割的方法，对于硬而脆的材料可以用锤击的方法。
无论用哪种方法都应注意，尽量防止和减轻因塑性变形或受热引起的组织失真现象。
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引言：金相显微镜是一种利用金相组织学原理观察金属材料组织结构的实验仪器。
通过观察金属材料的显微结构，可以了解材料的组成、性能以及制备工艺等，对于材料的研究和应用具有重要意义。
本实验将探究金相显微镜的使用方法，并观察几种典型金属材料的组织结构。
实验目的：1.掌握金相显微镜的基本结构和使用方法；2.了解金相显微镜观察金相组织的原理；3.观察几种典型金属材料的组织结构。
实验仪器和材料：1.金相显微镜；2.裂解剂（如酸性电解质溶液）；3.沉积剂（如铜）；4.研磨纸（不同粒度）；5.研磨液（如砂轮油、砂轮水）；6.特殊试剂（如酸性染色剂）；7.不同金属材料样品。
实验步骤：一、金相显微镜的使用方法1.将所需观察的样品装入铜盘中；2.用研磨纸将样品表面进行打磨，逐渐使用不同粒度的研磨纸进行打磨，直到样品表面平整；3.用研磨液将样品表面进行充分清洗；4.将铜盘放入裂解剂中，进行腐蚀处理，使样品表面显露出金属组织结构；5.将样品表面清洗干净后，取出并用酸性染色剂进行染色处理；6.将样品放置在金相显微镜的样品夹持器上。
1.通过显微镜目镜和物镜的调节，使样品像清晰可见；2.使用光源适当照明样品，调节显微镜的聚焦和倍率，观察样品的金相组织结构；3.观察样品不同区域的金相组织变化，记录下观察到的显微结构特征。
实验结果与讨论：在进行实验观察过程中，首先要正确使用金相显微镜，调节适当的照明和倍率以便观察到清晰的图像。
然后，通过观察样品的金相组织结构，可以分析和了解样品的材料成分、晶粒大小、晶界分布以及非金属夹杂物等信息。
对于不同的金属材料，其金相组织结构也会有所差异。
例如，对于钢材，我们可以观察到不同类型的晶粒和晶界，以及可能存在的碳化物。
对于铝合金，可以观察到铝基体中的各种相，如α-Al、Al₂CuMg等。
这些相的大小、形态和分布状况对材料的力学性能和耐腐蚀性能有重要影响。
在观察金相组织时，还可以利用特殊试剂进行染色处理，以突出显示出不同组织结构的特征。
金相显微镜实验报告
一、实验目的1. 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则。
2. 掌握金相显微试样制备的基本操作方法。
3. 通过观察金相显微组织，分析材料性能和缺陷。
二、实验原理金相显微镜是一种用于观察金属、合金等材料内部组织和缺陷的显微镜。
其基本原理是利用光学显微镜的成像原理，通过物镜和目镜的放大，将金相试样上的微小组织放大到人眼可以观察到的程度。
三、实验仪器与材料1. 仪器：金相显微镜、金相试样制备设备（如砂轮机、抛光机、显微镜等）、金相显微镜专用光源。
2. 材料：金相试样、金相砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液。
四、实验步骤1. 金相试样制备（1）试样切割：将材料切割成一定厚度的薄片。
（2）试样磨光：将切割好的试样用不同型号的砂纸进行磨光，直至表面光滑。
（3）试样腐蚀：将磨光后的试样放入腐蚀液中腐蚀，以显示出试样内部的组织。
（4）试样清洗：将腐蚀后的试样用清水冲洗干净。
2. 金相显微镜观察（1）开启金相显微镜，调整光源亮度。
（2）将制备好的试样放置在载物台上，调整焦距，直至观察到清晰的图像。
（3）观察试样组织，记录观察到的组织类型、形态、大小等信息。
（4）对观察到的组织进行分析，判断材料性能和缺陷。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过金相显微镜观察，观察到以下组织：（1）晶粒组织：试样中存在大量晶粒，晶粒大小不一。
（2）相组织：试样中存在不同相，如α相、β相等。
（3）析出相：试样中存在析出相，如析出碳化物等。
2. 实验分析（1）晶粒组织：晶粒大小对材料性能有较大影响，晶粒细化可以提高材料的强度、硬度等性能。
（2）相组织：不同相的存在对材料性能有较大影响，如α相、β相等相的形态、大小、分布等。
（3）析出相：析出相的存在对材料性能有较大影响，如析出碳化物等可以提高材料的硬度、耐磨性等性能。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了金相显微镜的构造、原理及使用规则。
2. 学会了金相显微试样制备的基本操作方法，为后续的金相分析工作打下了基础。
实验一金相显微镜
2、目镜
目镜的主要作用是将物镜放大的实像再次放大。 当显微观察时，人眼能在明视距离处看到经目 镜再次放大的虚像。
目镜的构造比物镜简单的多，仅由为数不多的 几片透镜组成，由于通过目镜的光束近于平行， 目镜的像差并不严重，孔径角也小，所以目镜 的鉴别能力低，放大倍数也不高。目镜的类型、 规格等也常以文字符号标注在目镜的外壳上， 实验中常用的目镜为10、12.5、15、10（带有 刻度尺的）等几种，其所示的数字即为目镜的 放大倍数。
（3）显微镜的机械系统
金相显微镜的机械系统是由各种机构组 成的，它将光学系统和照明系统联成一 体，共同发挥作用。一般显微镜的机械 系统是由支撑装置和镜体部件组成。支 撑装置包括底座、镜架、载物台、微动 装置等，镜体部件包括物镜转换器、物 镜和目镜。
4型金相显微镜实物图
1－载物台；2－镜臂；3－物镜转换器；4－微动座；5－粗 动调焦手轮；6－微动调焦手轮；7－照明装置；8－底座；9 －平台托架；10－碗头组；11－视场光栏；12－孔径光栏
（2） 显微镜的照明系统
金相显微镜与生物显微镜不同，它是利 用反射光将不透明的物体进行放大成像 的。金属试样不透明，需要有照明装置。 将光线投射在试样表面，借金属表面本 身的反射能力，使部分光线被反射而进 入物镜，从而形成一个倒立的实像，随 后在目镜中形成一个虚像。
显微镜的照明系统
光源 滤色片 孔径光栏 视场光栏 照明器 照明系统的光轴调整
（6）照明系统的光轴调整
为了保证光线均匀地照射在试样表面以 及得到亮度均匀地映像，要求照明光束 或成像放大光束与目镜、物镜主光轴同 心，平面玻璃的倾角恰好450。检查时， 可将试样聚焦后，缩小孔径光栏，取下 目镜，看镜筒中的亮斑是否在中心，如 果不在，可调节光栏位置或转动平面玻 璃，使镜筒中的亮斑移向中心。
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(F)略远一些的位置，由物体反射1 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F内 ( 在设计时安排好使目镜的焦点位置2在 F以内) ，目镜又将A′B′再次放大，人眼在(250mm)的明视距离处，看到2一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=M×M 总物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，此方法会导致像差增大和制造困难。
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 (3)一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验设备和材料 (5)四、实验内容和实验报告 (5)实验二碳钢热处理后显微组织观察 (6)一、实验目的 (6)二、实验原理 (6)三、实验设备和材料 (8)四、实验内容和实验报告 (8)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分类含碳量（%）平衡显微组织碳钢亚共析钢0.02—0.77 铁素体+珠光体共析钢0.77 珠光体过共析钢0.77—2.11 珠光体+渗碳体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。
实验一金相显微镜的构造与使用
细调焦
旋转细调焦旋钮，进一步调整焦距，使样品 更加清晰。
放大倍数选择
根据观察目的选择合适的放大倍数，以满足 观察需求。
观察结果记录与分析
记录观察结果
在观察过程中，应随时记录观察到的现象和特征，可以使用笔记或 拍照的方式进行记录。
分析观察结果
根据记录的观察结果，结合样品的性质和特点，进行深入分析，得 出结论。
对金相显微镜应用的展望
随着材料科学研究的不断深入，金相显 微镜的应用将更加广泛。未来，金相显 微镜将更加智能化、自动化和数字化， 能够更好地满足科研和工业生产的需求。
金相显微镜的应用将更加注重与其他检 测方法的结合，如X射线衍射、电子探 针等，以实现对材料更全面、深入的研
究和分析。
金相显微镜在未来的发展中，将更加注 重环保和可持续发展，减少对环境的负 面影响，同时推动材料科学研究的进步
镜筒是显微镜的主要支架，载物台用 于放置样品，调节器则用于调节焦距、 缩放倍数等参数。
照明系统
照明系统为金相显微镜提供光源，通 常采用卤素灯或LED灯。
VS
照明系统的设计直接影响图像的清晰 度和对比度，因此需要合理选择和调 节光源。
控制系统
控制系统是金相显微镜的操作部分，包括开关、调节旋钮和按钮等。
清洁
定期清洁金相显微镜的镜头和表面，保持仪器整洁，提高观察效 果。
操作规范
遵循操作规程，避免违规操作导致仪器损坏或观察结果失真。
04
金相显微镜的观察技巧
观察前的准备
01
了解样品
在开始观察前，应了解样品的性 质、特点和观察目的，以便选择 合适的观察方法和显微镜参数。
03
准备样品
将待观察的样品制备成适合显微 镜观察的大小和形状，并确保样
金相显微镜实验报告
金相显微镜实验报告
实验目的：
1. 了解金相显微镜的工作原理和组成部分。
2. 学习金相显微镜的操作方法。
3. 掌握金相显微镜观察和分析金属材料的技术。
实验原理：
金相显微镜是一种专门用于观察金属材料组织的显微镜。
它通过光学放大的方法，使金属材料的细小组织结构能够清晰可见。
金相显微镜主要由光源、物镜、目镜、载物台、聚焦机构和放大系统等部分组成。
在实验中，使用金相显微镜可以观察到金属材料的晶粒结构、颗粒分布、相变等特征。
实验步骤：
1. 打开金相显微镜电源，调节光源亮度，使光源充分照亮样品。
2. 将待观察的金属样品切割成适当大小，并打磨成平整的表面。
3. 将样品安装到载物台上，并使用夹具固定。
4. 调节物镜和目镜的焦距，使样品图像清晰可见。
5. 使用聚焦机构进行微调，以获得更清晰的图像。
6. 使用放大系统进行适当放大，观察样品的细节结构。
7. 调整显微镜的光源和对比度，以获得最佳的观察效果。
8. 观察并记录样品的晶粒结构、颗粒分布等特征。
实验结果：
通过金相显微镜观察样品，我们可以清晰地看到样品的晶粒结构、颗粒分布等特征。
可以通过测量晶粒大小、计算相含量等方式，进一步分析样品的材料性质和品质。
实验结论：
金相显微镜是一种重要的分析工具，可以用于观察和分析金属材料的组织结构。
通过实验，我们了解了金相显微镜的工作原理和操作方法，并成功观察和分析了金属样品的特征。
这对于材料科学研究和工程应用具有重要意义。
实验一 金相显微镜的使用及金相试样的制备
一、实验目的 1、熟悉金相显微镜的基本结构和原理，掌握其使 用方法； 2、了解金相试样的制备过程，学会钢铁材料金相 试样的制备方法； 3、初步学会用金相显微镜观察分析金属材料的显 微组织。
实验一 金相显微镜的使用及 金相试样的制备
• 二、实验仪器设备及材料 • 1、XJB-1型金相显微镜 XJP-100型金相显 XJBXJP-100型金相显
实验一 金相显微镜的使用及 金相试样的制备
• 5、腐蚀：抛光后的试样磨面是平整光亮的镜面，置于金
相显微镜下观察时，除能看到试样中的缺陷和非金属夹杂 物外，一般看不到试样的显微组织，必须经过适当的化学 浸蚀后才能显示出组织。常用的腐蚀方法有化学腐蚀法、 电解腐蚀法、金相组织特殊显示法等。化学腐蚀的方法是 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，在试样磨面用滴管滴一些酒精，用电吹风吹干，然 后将试样磨面浸入腐蚀剂中（浸蚀）或用棉球蘸取腐蚀剂 在试样磨面上擦拭（擦蚀）或用滴管直接将腐蚀剂滴在磨 面上（滴蚀），待磨面发暗时，立即用水冲洗干净，再用 滴管滴一些酒精，用电吹风吹干，即可放在显微镜下观察。 试样腐蚀的深浅程度要根据试样的材料、组织和分析的目 的来确定，同时还应与所需要的显微镜的放大倍数有关， 高倍观察时腐蚀稍浅一些，而低倍观察则应腐蚀较深一些。
•
实验一 金相显微镜的使用及 金相试样的制备
• （二）金相试样的制备（参考标准为GB/T13298—91 金相试样的制备（参考标准为GB/T13298—
《金属显微组织检验方法》） 金属显微组织检验方法》
• 1、试样的选取（取样） • 试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造方法，检验的目的，技术条
实验一 金相显微镜的使用及 金相试样的制备
试验一金相显示微镜的基本原理构造及使用
材料科学基础实验指导书实验一金相显微镜的基本原理、构造及使用实验二金相试样的制备实验三铁碳合金平衡组织分析实验四1钢的热处理工艺2硬度计的使用实验五1碳钢热处理后的显微组织观察，2合金钢的显微组织分析实验六铸铁的显微组织分析四川大学制造学院材料成型及控制工程系2014/6/23实验一 金相显微镜的基本原理、构造及使用一、实验目的熟悉金相显微镜的原理、构造，使用和维护，为掌握金相显微分析方法打下理论和实践基础。
二、实验说明金相显微分析是用金相显微镜观察金属内部组织以及微不夹杂物，微裂纹和微小缺陷（这些都是用肉眼、放大镜看不见的，至少是看不清楚的）以分析判断金属材料的治炼，加工工艺的正确性和金属材料性能的优劣。
金相显微分析是材料科学和主要研究手段，所以金相显微镜就成了金相分析的主要工具。
（一）显微镜的基本原理显微镜的光学原理如图1—1所示，光学系统包括物镜、目镜及一些辅助光学零件，物镜和目镜分别由两组透镜组成，对着物质AB 的一组透镜组成物镜O 1，对着人眼的一组透镜组成目镜O 2。
现代显微镜的物镜、目镜都由复杂的透镜系统组成。
物镜使物体AB 形成放大的倒立实象B A ''（称中间象），目镜再将B A ''放大成仍然倒立的虚象B A ''''，其位置正好在人眼的明视距离处（即距人眼250mm 处）。
我们在显微镜目镜中看到的就是这个虚象B A ''''。
图1—1 显微镜的光学原理示意图显微镜的主要性质如下：1．显微镜的放大倍数放大倍数由下式来确定：目物目物f D f L M M M =⨯=式中：M —显微镜放大倍数M 物—物镜的放大倍数M 目—目镜的放大倍数f 物—物镜的焦距f 目—目镜的焦距L —显微镜的光学镜筒长度D —明视距离（250mm ）f 物、f 目越短或L 越长，则显微镜的放大倍数越大。
在使用时，显微镜的放大倍数就是物镜和目镜的放大倍数的乘积。
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显微镜物镜的球面像差大多已进行了必要 的校正，但对色像差和像域弯曲的校正，不同 的物镜区别也很大。色像差校正到红、绿两波 区的称为消色差物镜；校正到红、绿、紫波区 的称为复消色差物镜；如果再对视场边缘的弯 曲进行校正的则称为平场消色差物镜。
7
A. 放大率。它是指物镜独立放大实物倍数的能力， 它取决于物镜前透镜的焦距。焦距越短，放大 倍数越高。
一般显微镜都附有黄、绿、蓝三种或更 多颜色的滤色片，它的作用是使光源发 出的白光变为单色光。不同类型的物镜 使用不同的滤色片，滤色片可以改变相 的衬度，便于组织鉴别。
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（3）孔径光栏
孔径光栏位于聚光透镜之后，用以调节 光源射入的光束粗细。一般显微镜的孔 径光栏是可以连续调节的。
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当孔径光栏缩小时，进入物镜的光束变细，光线不 通过物镜透镜组的边缘，球面像差大大降低。但是光 束变细，使物镜的孔径角缩小，会使实际使用的数值 孔径下降，分辨率降低。当孔径光栏扩大时，入射光 束越粗，物镜的孔径角增大，可以使光线充满物镜的 后透镜。这时数值孔径可以达到额定值（即物镜外壳 上的值），分辨率也随之提高，但是由于球面像差的 增加以及镜筒内部反射与炫光的增加，成像质量将降 低。因此孔径光栏对成像质量影响很大，使用时必须 做适当的调节，不能过大或过小，其合适程度应以光 束充满物镜后透镜为准，并根据成像的清晰程度来判 断。更换物镜后，孔径光栏必须做适当调节。需注意 的是不应用它来调节视场的亮度。
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（2） 显微镜的照明系统
金相显微镜与生物显微镜不同，它是利 用反射光将不透明的物体进行放大成像 的。金属试样不透明，需要有照明装置。 将光线投射在试样表面，借金属表面本 身的反射能力，使部分光线被反射而进 入物镜，从而形成一个倒立的实像，随 后在目镜中形成一个虚像。
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显微镜的照明系统
1. 光源 2. 滤色片 3. 孔径光栏 4. 视场光栏 5. 照明器 6. 照明系统的光轴调整
d
2•N• A
式中：λ代表入射光源的波长； N*A代表数值孔径。
9
物镜的类型、放大倍数、数值孔径等常以文字 符号刻在物镜的外壳上。如：物镜上刻有、或∞/0等 符号，其中表示放大倍数为45倍，0.65表示数值孔 径，或∞/0，表示此物镜按无限镜筒长度设计的。 我们实验中常用物镜为45/0.63、10/0.25、40/0.65、 100（油镜）。
3
A`` A
D A`
B B`
B``
显微镜的成像原理图
物体AB位于物镜的前焦点外但很靠近焦点的位置上，经过 物镜形成一个倒立的放大实像A`B`，这个像位于目镜的物方焦 距内但很靠近焦点的位置上，作为目镜的物体。目镜将物镜放 大的实像再放大成虚像A``B``，其位于观察者的明视距离处 （距人眼250mm），供人眼观察。
实验一 金相显微镜的原理、构 造及使用
1
一、实验目的
1. 了解金相显微镜的基本原理和构造 2. 掌握金相显微镜的使用方法 3. 掌握金相显微镜的维护
2
二、概述
显微分析是金属材料科学的一个很 重要的研究方法，它可以观察及研究金 属中用宏观分析方法无法观察到的组织 细节及缺陷。而金相显微镜则是进行显 微分析的主要仪器。 下面介绍金相显微 镜的原理、构造。先看一下它的结构：
4
金相显微镜的类型很多，有台式的、 卧式的等，但无论是哪种类型，它们都 是由光学系统、照明系统、机械系统和 附件等部分构成。下面一一介绍：
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（1）显微镜的光学系统
显微镜的光学系统主要由物镜和目镜组成， 由物体来的光线通过物镜和目镜进行放大成像。
物镜是显微镜最主要的光学部件。物镜的 好坏直接影响显微镜放大后的影像质量。位于 物镜最前端的是平面透镜。称为前透镜，起放 大作用，在它以后的其他透镜都是校正透镜， 用以校正前透镜所引起的各种像差。
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(1)光源
一般显微镜多采用低压钨丝灯泡作光源，由降 压变压器供给5V、6V、8V低电压。按照光源， 目前实验室使用的显微镜有二种：一种是自身 带有变压器的，另一种为外置式变压器的，使 用第二种时，应将显微镜的电源插头插在变压 器上，防止显微镜电源烧坏。这是值得同学注 意的地方。
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（2）滤色片
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观察时，人在明视距离处的鉴别率为 0.15～0.3毫米。要使物体上细微部分也 能被人眼观察到，必须将它放大到 M=0.15/d~0.3/d倍，即观察时的放大范 围为：
M最大＝0.d15
0.15Biblioteka 0.3* NA2 NA
M最小＝0d.3
0.3
0.6 * NA
2* NA
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若 取 入 射 光 的 平 均 波 长 为 0.55 微 米 ， 则 显微镜的放大有效范围近似为倍~倍，根 据物镜的数值孔径就可以按上述范围选 配目镜和确定总的有效放大倍数。
B. 数值孔径。它表示物镜的聚光能力。数值孔径 大的物镜聚光能力强，从实物射入物镜的光线 多，成像就鲜明，数值孔径常用N·A表示，其 大小为N·A＝η·sinΦ，式中Φ为孔径角的 一半，η为介质的折射率。
C. 鉴别率。它是指物镜分清细微组织的能力。它 是物镜最重要的特征。
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物镜所能清晰分辨出的物体相邻两点 最小距离，根据理论推导可由下式求得：
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2、目镜
目镜的主要作用是将物镜放大的实像再次放大。 当显微观察时，人眼能在明视距离处看到经目 镜再次放大的虚像。 目镜的构造比物镜简单的多，仅由为数不多的 几片透镜组成，由于通过目镜的光束近于平行， 目镜的像差并不严重，孔径角也小，所以目镜 的鉴别能力低，放大倍数也不高。目镜的类型、 规格等也常以文字符号标注在目镜的外壳上， 实验中常用的目镜为10、12.5、15、10（带有 刻度尺的）等几种，其所示的数字即为目镜的 放大倍数。
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显微镜放大倍数的标定
经过物镜和目镜的两次放大，那么人眼观 察到的像的放大倍数M即为物镜的放大倍数M1 与目镜的放大倍数M2的乘积。由于在成像的过 程中，物镜处在前一级放大，那么物镜不能鉴 别的组织中的细微部分，目镜也是鉴别不到的。 在此种情况下，单纯提高目镜的放大倍数并不 能提高成像质量。对于每一物镜，只有合理选 择与之配合的目镜，才能得到清晰的像。