6005A组织与力学性能测试方法及分析初稿

第一章文献综述
6005A铝合金是欧洲开发的Al-Mg-Si系变形铝合金。

这种合金不仅具有中等强度、良好的机械性能、抗腐蚀性能和较好的焊接性能，而且具有优异的热挤压性能，它可以挤压成各种形状复杂的大型薄壁空心、实心型材。

在国外，6005A铝合金通常应用于交通运输领域。

利用先进的挤压技术，可以将6005A铝合金铸锭挤压成大型薄壁宽幅型材，这种新型材用于制造高速地铁、高速客车的车体，大大减轻了车辆的重量，提高了车辆的运行速度，获得了综合的经济效益和社会效益。

目前，6005A合金在我国应用较少，随着我国高速、轻型铝合金列车和地铁列车以及轻型客货汽车的研究开发，为其配套生产大型车辆型材的西南铝加工80ＭＮ挤压生产线的改造、辽源铝材厂75MN挤压生产线和山东丛林集团100MN 挤压生产线的建设完工，作为车辆壁板用材的6005A铝合金在我国将会得到越来越广泛的应用。

1.1 6005A铝合金的性质
1.1.1变形铝合金
变形铝合金通常是指可以经过不同的变形方式生产出半成品的铝合金。

根据合金的热处理特性，变形铝合金可分为可热处理强化变形铝合金和不可热处理强化变形铝合金。

可热处理强化变形铝合金又包括Al-Cu-Mg、Al-Zn-Mg、Al –Mg-Si 以及Al-Li系合金。

其中，Al –Mg-Si系合金具有强度、韧性、耐蚀性、可焊性和挤压工艺性能的良好组合，该系合金在T6状态下（峰值时效）的抗拉强度处于200-600兆帕之间很宽的范围之内。

与Al-Cu-Mg系和Al-Zn-Mg系合金相比较而言，其强度较低，但是有很好的挤压性能，可以降低成本。

而且，Al-Cu-Mg 系和Al-Zn-Mg系合金应用于运输领域，特别是建筑、结构工程领域，各有其缺陷。

因此，当前竞争十分激烈的情况下，经济、实用的Al –Mg-Si系合金广泛应用于建筑、交通运输和结构材料领域。

1.1.2 Al –Mg-Si
1. Al-Mg-Si三元系平衡状态图
Al-Mg-Si三元系富铝角状态图见图1-1，该系存在一个Al-Mg-Si伪二元截面，它把Al-Mg-Si三元系的富铝角分成两个独立的三元系：Al-Mg
2
Si –Si和
Al-Mg
2Si –Mg
2
Al
3
，其三元共晶温度分别为559℃和448℃。

在每一个三元系中，
铝都形成固溶体（一边是Si和Mg
2Si另一边是Mg
2
Si 和Mg）。

Mg
2
Si 在基体α（Al）
中的最大固溶度为 1.85%（1.14%Mg、0.66%Si），其固溶度随温度的降低而急剧
下降。

这种溶解度的变化使合金在人工时效后有时效硬化能力。

在时效处理过程中，主要强化相Mg
2
Si的沉淀顺序为：针状GP区（沿＜100＞）→有序的针状GP
区→针状亚稳相β＇→稳定的β（Mg
2
Si）。

2. Al-Mg-Si系铝合金中主要的组织与组成相
Al-Mg-Si系铝合金中主要的组织组成物是Mg
2
Si。

如果合金中含有相当量的
铜与硅，则除了Mg
2Si外，还可能形成Cu
2
Mg
8
Si
6
Al
5
，即至少有一部分Mg
2
Si被
Cu
2Mg
8
Si
6
Al
5
取代，后者也有一定的时效硬化能力，同时使合金具有自然时效能
力。

在无Mn、Cr的合金中，Fe以FeAl
3、FeAl
6
、FeMg
3
Si
6
Al
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等形式存在；在含
有Mn、Cr的合金中，Fe与它们形成复杂的化合物，Zn溶于固溶体中；Pb、Ti 及Sr的量很小，一般不至于形成可见的化合物。

3.合金元素对合金性能的影响
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3
Al-Mg-Si 系合金中所含合金元素主要有Si 、Mg 、Mn 、Cr 、Cu 和少量杂质元素Fe ，各元素在合金中的作用如下：
Mg 和Si ：Mg 和Si 是6000系合金中的主要合金元素，Mg 和Si 在合金中形成强化相Mg 2Si ，对合金起主要的强化作用。

当合金中Mg 与Si 之比不满足Mg 2Si 的比值要求1.73时，合金中就会有Mg 或Si 过剩。

Mg 含量过剩，不仅会降低Mg 2Si 在α固溶体中的溶解度，使合金的时效强化效果减弱，而且严重影响合金的成型性能；另一方面，Si 过剩可使合金强度增加，但降低了合金塑性和耐腐蚀性能，可能会引起晶间腐蚀。

Cr 和Ti ：合金中加入0.10%-0.30%的Cr 可抑制Mg 2Si 相在晶界的析出，延
缓自然时效过程，提高人工时效后的强度。

微量的Cr 还可提高再结晶温度，抑制再结晶，增加合金人工时效后的的耐蚀性。

但Cr 对淬火敏感性影响很大，还会影响制品的表面质量。

在加Cr 的同时加入少于0.1%的Ti ，可以减少铸锭的柱状晶组织，改善合金的锻造性能，并细化制品的晶粒。

Mn ：合金中加Mn 可以提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。

还可以加速板条状的βAlFeSi 相向近圆形的αAlFeSi 相的转化，促进Mg 2Si 粒子的均
匀分布和挤压变形的均匀性，从而提高合金的强度、韧性、耐蚀性。

但合金中的Mn 会提高淬火敏感性，而且过量的Mn 会形成粗大硬脆的MnAl 6相，损害合金的
性能。

Cu ：合金中含有少量的Cu ，可使合金产生固溶强化并且增加人工时效效果，提高合金的强度，但会降低合金的的耐蚀性。

Cu 含量愈多，人工时效状态下的晶间腐蚀倾向愈大，添加其他元素如Mn 、Cr 等，可部分消除这一不利影响。

1.1.3 6005A 合金的性质
6005A 铝合金是在6005合金的基础上发展起来的一种中强变形铝合金，这种合金的主要特点是挤压性能很好，能在挤压机上实现在线淬火，耐腐蚀。

在国外，6005A 合金主要用作交通运输车辆所需的薄壁、中空大型铝合金壁板型材以及其他工业用结构型材。

6005A 铝合金的化学成分、加工特性、性能及其与同系其他中强铝合金的比较综述如下：
1.化学成分及物理性能
6005A合金的化学成分和物理性能见表1-1，它的主要强化相是Mg
Si，合金
2
Si化合物中Mg与Si的质量比：1.73：中Mg、Si含量的比值为0.45～1.4，小于Mg
2
1，因此合金中含有较多的过剩Si，一般为0.2～0.6%，高于6063合金，与6005合金接近，合金中Mg
Si含量为0.7～1.1%，接近常规成分的6063合金和6005
2
合金，低于6061合金。

合金中的Mn和Cr有促进晶内金属间化合物形成的作用，这种化合物能提高材料的冲击强度。

合金中添加适量的Mn和Cr还能减少过剩Si对塑性的不利影响，提高合金的耐蚀性，6005A合金中Mn和Cr含量略高于6005和6063合金，接近6061合金。

合金中添加适量的Cu能提高时效强化能力，但降低塑性和抗蚀性，6005A合金中Cu含量接近6061合金，高于6005和6063合金。

合金中的Fe过高会降低耐蚀性和加工性。

表1-1 6005A合金的物理性能（T5）
2.挤压性能
6005A合金能够挤压出薄壁空心型材，其挤压变形抗力在6061合金和6063合金之间，几种合金的挤压速度见表，由表1-2可见，6005A合金可采用的挤压速度略低于6063合金，但高于6061等合金，证明6005A合金具有良好的挤压性能。

表1-2 几种铝合金的挤压速度 m∕min
3.淬火敏感性
淬火敏感性与合金中Mg
Si含量成正比，合金中过剩Si、Mn、Cr含量增
2
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5 加，其淬火冷却速度也要提高。

6005A 合金的Mg 2Si 含量与6063合金的相近，
低于6061合金的，其过剩Si 较多。

几种合金在抗拉强度达到最大值的90%的时间温度性能曲线见图。

由图1-2可见，6005A 合金的淬火敏感性远低于6061合金，略高于6063合金。

因此，该合金可在挤压时进行在线水雾淬火或强制风冷淬火。

6005A 合金的淬火温度为525～535℃，合金淬火时从454～204℃的冷却速度应要高于180℃/min ，可在挤压机列上进行水雾冷却淬火或强制风冷淬火。

4.机械性能
6005A 与几种中强铝合金不同状态下的机械性能见表。

由表1-3可见，合金的冲击强度高于6063和6005合金，低于6061合金。

图1-2 最大硬化90%的时间-温度-性能曲线
表1-3：几种典型合金不同状态下的机械性能机械性
5.焊接性能
6005A合金可以用钨极惰性气体保护焊（TIG）和金属焊条惰性气体保护焊（MIG）进行焊接，焊条可以使用4043和5356或与之配套的专用焊条。

6.耐腐蚀性能
与同系其他合金一样，6005A也易受轻微点腐蚀和一般晶间腐蚀，但腐蚀坑不会发展很大。

一般情况下不需要防腐蚀处理，且其对应力腐蚀不敏感。

综上所述6005A铝合金具有中等强度、良好的机械性能、抗腐蚀性能和较好的焊接性能，其变形抗力略高于6063铝合金，具有优异的热挤压性能，它可以挤压成各种形状复杂的大型薄壁空心、实心型材。

6005A铝合金的淬火敏感性远低于6061合金，略高于6063合金，因此该合金可在挤压时进行在线水雾淬火或强制风冷淬火。

1.2 6005A铝合金的发展及应用
1.2.1 铝材的技术特性
对于现代铁道车辆，特别是高速客车和双层客车来说，其现行材料应符合下列要求：尽量减轻自重，能承受标准规定的拉伸、压缩、弯曲、垂直载荷以及意外的冲击、碰撞的作用力，抗振、耐火和耐电弧，耐磨，耐腐蚀，便于制造和维修，价格适宜。

综合起来分析，铝合金是一种有发展前途、最为理想的高速与双层客车用材，其技术特性简略分析如下。

（1）大大减轻自重从而增加了运载量，同时，也可大大减少运行阻力。

国外铝制车辆减重情况见表1-4。

表1-4 国外车辆使用铝材减重情况
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（2） 便于制造和维修。

（3） 有较好的力学性能和抗振性能。

（4） 较好的耐蚀性和优良的表面处理能力。

（5） 散热性好。

鉴于上述优点，早在1896年，法国国铁就将铝合金材料用于铁道车辆的窗框上。

大约在65年之后，1962年，日本采用从德国引进的铝加工新技术制造出首台全铝结构车—山阳地铁。

1977年，随着大断面薄壁带筋空心、实心铝型材技术的开发，使铝合金在设计制造时获得了极大的优越性，铝制车辆迅速发展。

进入20世纪90年代，铝制车辆成为国外高速列车发展的主要方向。

根据文献，在30个国家的地铁车辆调查中有23个以铝合金为发展方向.
2 国外铝合金车体材料
国外高速列车用铝合金主要为5xxx 系、6xxx 系。

日本主要用5005、5052、5083、6061、6063、6N01、7N01、7003等合金。

法国主要用5754（板材）、6005A （型材），其中6005A 用的最多。

德国ICE 高速列车板材用AlMgSi 4.5Mn （相当于5083），型材用AlMgSi 0.7（相当于6005A ）。

前苏联主要用1915
合
金。

从高速列车用材的趋势看，在大型挤压铝型材的发展过程中，用材情况在变化。

第一阶段，7N01、5083合金占主导地位。

但是，5083的挤压性能极差，7N01的焊接性能不太好。

第二阶段，由于大型薄壁宽幅带筋型材在车辆中使用比例增加，挤压性能好的AlMgSi 系材料不断增加，尤其是6005A 合金（6N01）。

这一点，可从日本200系、3050系车辆所用材质的比较可以看出（表1-5）。

表1-5 不同车辆用铝合金品种比例
特别是近几年来，随着运营速度的提高，车辆中使用大断面薄壁中空型材的增多，日本6N01铝合金的用量越来越多。

欧洲国家也有类似的情况，如德国ICE高速列车车体的型材主要用AlMgSi0.7（相当于6005A），型材的宽度达700～800mm，长度与车厢同长。

1.2.2 国际国内6005A铝合金的发展及应用
国外：1972年法国彼施涅公司注册了一种6005A铝合金，这种合金既具有优良的挤压性能和较好的焊接性能，又具备适中的强度，适用于结构工程领域的材料。

1977年，大型薄壁挤压铝型材技术问世，促进了6005铝合金在高速列车上的应用，6005A合金开始广泛的用作地铁、高速列车用材，主要用作车顶板、车门板、外板（薄壁大型带筋板材），侧墙地板中间型材，底架构件。

20世纪90年代以后，随着铝制列车的迅速发展，对车辆化的要求越来越高，大型材要求更加薄壁化、中空化，挤压性能好的6005A成为了高速列车车体用材料的主流。

其在汽车车体、桥体、铁路信号系统、飞机结构、船舶、工程结构材料等方面的应用也见报道。

国内：6005A合金在我国的应用时间较晚，但是随着我国高速、轻型铝合金列车和地铁列车以及轻型客货汽车的研制开发和我国基础工业装备水平的提高，6005A铝合金得到了越来越广泛的应用。

目前，6005A合金在我国主要用于生产要求强度高、断面复杂的高速列车、地铁列车、轻轨列车、双层列车、豪华大巴等现代交通运输工业的关键材料，用于大型车辆的整体外形结构件、重要受力部件和大型装饰部件。

1．3 本专题研究的目的和意义
本专题是本人在中南大学培训期间在徐国富、黄继武教授的指导下和各位同事共同完成的，其目的在于：
1、了解认识金相显微镜、电子万能试验机、X射线、扫描电镜、硬度计等设备仪器、熟悉铝合金组织和性能检测实验方法，掌握实验结果与数据的分析。

2、观察变质剂对6000系铝合金晶粒尺寸的影响以及6005A合金铸态组织在
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均匀化热处理前后变化；
3、通过拉伸实验了解6005A合金的挤压棒在F、O、T
4、T5及T6状态下的机械性能；
4、比较处理状态以及合金元素对铝合金组织和性能的影响。

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第二章 检测设备原理、结构及操作
2.1力学性能测试原理与检测设备基本结构
2.1.1电子万能试验机工作原理及基本结构
电子式万能试验机是现代电子技术与机械传动技术相结合的产物，可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲等多项性能试验，并对试验数据进行实时显示、记录、打印。

电子式万能试验机又驱动系统、测量系统、控制系统及电脑组成。

其拉伸时的工作原理如下图2-1所示：
1. 驱动系统
主要用于试验机的横梁移动，其工作原理是由伺服系统控制电机，电机经过减速箱等一系列传动机构带动丝杠传动，从而达到横梁移动的目的。

通过改变电机的转速，可以改变横梁的移动速度。

2. 测量系统
测量系统包括负荷值的测量，变形的测量，横梁位移的测量。

负荷通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量，最常用的测力传感器是应变片式传感器。

所谓应变片式传感器就是由应变片、弹性元件和某些附件（补偿元件、防护罩、接线插座加载件组成），能将某种机械量变成电量输出的器件。

其原理是外力P 引起传感器内应变片的变形，导致其桥不平衡，从而引起传感器输出电压的变化，我们通过测量输出电压的变化可以知道力的大小。

但负荷及应变
传感器
数据采集计算机及其它计算设备
负荷传感器
试样 图2-1 电子万能实验机拉伸实验的工作原理图
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传感器的输出信号都非常微弱，通常只有几个mv ，若直接对此信号进行测量是非常空难的。

因此必须通过放大器将信号放大，放大后信号电压可达10v ，此时信号为模拟信号，这个模拟信号经过多路开关和A/D 转换芯片转变为数字信号，然后进行数据处理。

变形测量通过引伸计测量。

该装置上又两个夹头，经过一系列传动机构与装在测量装置顶部的光电编码器连在一起，当两夹头间的距离发生变化时，当两夹头间的距离发生变化时，带动光电编码器的轴旋转，光电编码器就会有脉冲来获得横梁的位移量。

3. 控制系统
通过电脑获知试验机的状态，设置各项试验机参数及数据处理分析、试验结果打印。

4. 电脑
用来采集和分析数据，进入试验界面后，电脑会不断采集各样试验数据，另外画出试验曲线，自动求出各试验参数及输出报表。

2.1.2力学性能检测原理
2.1.2.1拉伸试验原理
拉伸实验是用拉力拉伸试样，一般至拉裂，以测定材料的弹性模量E ，屈服强度σs （上屈服强度获下屈服强度），规定非比列延伸强度，如σp0.2，抗拉强度σb ，断后伸长率δ和断面收缩率ψ。

1. 弹性模量E 的测定
弹性模量是应力低于比列极限时应力与应变的比值。

实验时，从F0到Fn 逐级加载，载荷的每级增量为 F 。

对应每个Fi （i=1、2、3…）记录下相应的伸长i l ，1i l +与i l 的差值即为变形的增量i l δ（），它是F 引起的伸长量。

完成一次加载，将得到Fi 和i l 的一组数据，用弹性模量平0l A l
F E ==σε
均法求E 。

n 个Ei 的算术平均值 1E n n i i E ==
∑
2、规定非比例延伸强度的测定 据力—延伸曲线测定σp 。

在力—延伸曲线图上划一条与曲线的直线部分平行、且在水平方向上与直线段的距离等于规定非比例延伸率例如0.2%直线，此平行线与曲线的焦点给出了对应于所求规定非比例延伸强度的力。

用此力除以试样原始横截面积（是S0）即得到规定非比例延伸强度。

3、抗拉强度的测定
对于呈现明显屈服现象的材料，从力—延伸或力—位移曲线读取过屈服阶段的最大力；对于呈现无明显屈服现象的金属材料，从记录的力—延伸或力—位移曲线图读取试验过程中的最大力，最大力除以试样原始横截面积（S0）得到抗拉强度。

2.1.2.2压缩试验原理
压缩试验用的试样其横截面为圆形或矩形，试样长度L 一般为直径或边长的2.5~3.5倍。

通过试验绘制力—变形曲线，利用图解法测定规定非比例压缩应力σpc ，抗压强度σbc 。

2.1.2.4弯曲试验原理
作弯曲试验时，将圆柱形或矩形试样放置在一定跨距Lb 的支座上，进行三点弯曲或四点弯曲加载，通过记录弯曲力F 和试样绕度曲线f 之间的关系曲线，确定规定非比例弯曲应力σpb ，抗拉强度σbb 。

下面简要介绍用图解法测定规定非比例弯曲应力σpb ： 0i i Fl E =A l δ（）
中南大学结业论文 13 1、根据力—绕度曲线，截取相应于规定非比例弯曲应力的线段oc
1. o c 按以下公式计算
三点弯曲 2s pb nL oc 12Y
=ε 四点弯曲 22s pb n(3L 4)oc 12Y
l -=ε 2. 规定非比例弯曲应力pb σ用下式计算：
三点弯曲 s pb FL 4w
=
σ 四点弯曲 pb 2w =Fl σ 2.1.3拉伸试样的形状和尺寸
试样的形状与尺寸取决于被试验的金属产品的形状与尺寸。

通常从产品、压制坯或铸锭切取样坯经机加工制成试样。

但具有恒定横截面的产品（型材、棒材、线材等）和铸造试样（铸铁和铸造非铁合金）可以不经机加工而进行试验。

试样的横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。

试样原始。

试样原始标距与原始横截面积有00S k L =关系者称为比例试样。

国际上使用的比例系数k 的值为5.65.原始标距应不小于15mm 。

当试样横截面积太小，以致采用比例系数k 为5.65的值不能符合这一最小标距要求时，可以采用较高的
值（优先采用11.3的值或采用非比例试样。

非比例试样其原始标距（L0）与其原始横截面积（S0）无关。

对于比例试样，应将原始标距的计算值修约至最接近5mm 的倍数，中间数值向较大一方修约。

2.2金相显微镜成像原理及基本结构
2.2.1金相显微镜
的成像原理
根据几何光学可
知，当被观察的物体
AB 处于物镜的一倍焦
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
放大倒立的实像
A2B2，为充A2B2分发
挥物镜的能力，一般设计时让被观察物体处于很接近于焦点处。

同时，当A2B2落到目镜主焦点以内后，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像（250mm 为明视距离）。

A3B3虚像就是经物镜和目镜两次放大后的组合物像
2.2.2传统金相显微镜的结构
金相显微镜的种类、型号很多。

按功能可分为：教学型、生产型、科研型；按结构型式分为：台式、立式、卧式；按样品的摆放型式可分为倒置式、正置式。

正置式和倒置式显微镜在操作上各有其优缺点。

对于前者，试样必须用压平器压
3
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平，使试样的观察面垂直于物镜的光轴；但是采用正置式，操作者更容易将试样中感兴趣的部位放入视场。

反之，使用倒置式显微镜时，制备好的试样可直接放置在载物台上而无须使用压平器；但是却不容易将试样中感兴趣的部位放入视场。

任何一种金相显微镜均主要由照明系统、光学系统、机械系统附件装置（包括摄像或其它如显微硬度等装置）组成。

（1）照明系统
照明系统一般包括光源、照明器、光阑、滤色片等。

a.光源：光源应具有足够的发光强度且要求发光均匀，发热程度要低并易于对亮度、位置进行调节。

色温希望高和光谱连续性好。

光源一般有低压钨丝灯、卤钨灯、超高压汞灯和碳弧灯几种。

b．照明器
金相显微镜采用反射光照明，光源位于镜体侧面与主光轴正交。

因此，光线需转向90°，这种转变光线的装置叫做垂直照明器。

利用照明器进行照明的方式分为以下几种：
平面玻璃反射照明。

这种照明方法的特点式光线均匀低直射在试样的表面，被腐蚀后凹凸处无阴影产生，得到清晰平坦的图像。

采用这照明方式，能真实地表示各组成相，但缺乏立体感，见图2-3。

棱镜反射照明。

这种照明是利用三棱镜作为折光元件，光源经棱镜全反射后，通过物镜光束便斜射到试样表面。

这种照明方式与平面镜相比光线损失较少，镜筒内的炫光较低，图像亮度大，衬度好。

但这种照明方式棱镜占去镜筒将近一半的位置，也就是遮去了物镜孔径的一半，从而使物镜的有效数值孔径减小，分辨力会降低，这种照明方式适合在放大100倍以下使用，见图2-4。

15
斜照明。

光线与镜体光轴呈一定角度，使照在试样上的光线式倾斜的。

这种着照明方式可以提高显微镜的分辨能力，并使试样凸起部分产生阴影，从而增强了图像的衬度和立体感。

斜射照明可通脱孔径光阑的平面位移而得到。

暗场照明。

来自光源的平行光束，被环形光阑所阻，而形成环形光束，经过平面玻璃转向，再经过外围的抛物面反射镜，以大的倾斜角投射到试样表面，这时试样上的平坦的部分所反射的光将不会进入物镜而呈暗色，对于凹陷部分却能将光线反射进入物镜。

这一照明方式的特点：使有效数值孔径增加，提高衬度，特别是能观察非金属夹杂的透明度及真实色彩。

(2) 光学系统
以下将试验中常用的国产倒置式与正置式金相显微镜的光学系统作简要介绍。

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a.
倒置式金相显微镜（以国产4×型为例）
图2-5 4X 型光学系统图
1. 灯泡
2. 聚光镜组(一)
3. 聚光镜组(二)
4. 半反射镜
5. 补助透镜(一)
6. 物镜组
7. 反光镜
8. 孔径光阑
9. 视场光阑 10. 补助透镜(二) 11. 棱镜(一) 12. 棱镜(二) 13. 场镜 14. 接目镜
4X 型金相显微镜的光学系统如图 2-5所示。

由灯泡发出的一束光线，经过透镜组、反光镜汇聚于孔径光阑，随后经过聚光镜，在将光线聚焦在物镜后焦面，最后光线投射到试样上。

从试样磨面反射回来的光线复经物镜、辅助透镜、半反射镜及棱镜造成一个放大倒立的实像，由目镜再次放大在明视距离处形成虚像。

b ．XJZ —1正置金相显微镜
XJZ —1正置金相显微镜光学原理如图 所示。

光源（1）经聚光镜前组（2），滤色片（3）后在孔径光阑处成像。

聚光镜（5）及（8）将孔径光阑成像在物镜的后焦面附近，经物镜后，以近似平行光线均匀照明物面。

视场光阑（6）被聚光镜（8），半透反射镜（9），辅助物镜（12），物镜成像在物平面处。

由物面衍射成像光线被物镜接收，经辅助物镜（12）和（15）及转向棱镜(17)将物体成一放大实像在目镜的前焦面处，以便于人眼通过物镜进行观察。

在需要使用偏光的场合，将起偏器（7）推入光路，检偏器（16）插入光路并转动方位，就可进行偏光检查。

如将反光镜（19）推入光路，换下聚光镜（8），此时经过视场光阑后的平行光束被锥形反射镜及暗场反射镜（13）分成一环形光束，
抛物面聚光。