实验一金相显微镜的使用与金相组织的观察
材料科学基础实验报告
（1）用砂轮打磨，获得平整磨面； （2）使用金相砂纸按照先粗后细，依顺序进行磨制； （3）在抛光机上进行抛光，获得光亮镜面； （4）用浸蚀剂浸蚀试样磨面； （5）显微镜观察。
四、观察试样
观察记录试样的显微组织
试样 100×
试样 400×
五、实验存在的问题
（1）在进行试样的制备过程中利用砂纸进行打磨时用力不均匀，导致了试样的划痕深浅不一。 （2）其次，试样制作时没有掌握技巧，做了许多无用功。 （3）最后在浸蚀的时候浸蚀时间没有掌握好，试样并不是很完美
实验三 铁碳合金平衡组织观察
一、 实验目的
1、识别和研究铁碳合金(碳钢和白口铸铁)在平衡状态下的显微组织； 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系
二、实验概述
铁碳合金的显微组织是研究钢铁材料性能的基础。铁碳合金平衡状态的组织是指合金在极 为缓慢的冷却条件下(如退火状态)所得到的组织，其相变过程均按 Fe—Fe3C 相图进行，所以 我们可以根据该相图来分析铁碳合金的平衡组织。
莱氏体+一次渗碳 体
浸蚀剂 4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液
4％硝酸酒精溶液
4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液
三、实验照片采集分析
铁素体
铁素体
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
工业纯铁 ＜0.02 4 ％ 硝 酸 100×
酒精溶液
铁素体+珠光体
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂
实验一 金相显微镜的构造及使用
MDJ 型双目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及利用显 微镜进行显微组织分析
金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告建议与感想
金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告建议与感想一、实验目的本实验旨在掌握金相显微镜的使用方法和金相试样的制备技术，以便于进一步研究材料的组织结构和性能。
二、实验原理金相显微镜是一种用于观察材料组织结构的显微镜，其原理是利用光学原理将经过特殊处理后的样品放置在显微镜中观察。
金相试样制备技术主要包括切割、打磨、腐蚀和染色等步骤。
三、实验步骤1. 制备金属试样：选取合适的金属材料，根据需要进行切割或拉伸成形。
2. 打磨：用不同粒度的研磨纸逐渐打磨试样表面，直至表面光滑。
3. 腐蚀：将试样浸泡在适当浓度的腐蚀液中，使其表面发生化学反应产生凹坑或孔洞。
4. 染色：将试样放入染色液中，使其组织结构更加清晰可见。
5. 使用金相显微镜观察试样：将处理好的试样放入显微镜中，调节光源和镜头，观察试样的组织结构。
四、实验注意事项1. 制备试样时需注意安全，避免切割或拉伸过程中产生伤害。
2. 打磨时需使用不同粒度的研磨纸逐渐打磨，以免损坏试样表面。
3. 腐蚀液需根据试样材料和需要进行选择，且操作时需保持通风良好。
4. 染色液需根据需要选择合适的染色方法和染色液。
5. 使用金相显微镜时需注意调节光源和镜头，以便于观察到清晰的组织结构。
五、实验结果经过制备处理后的金相试样在金相显微镜下呈现出不同的组织结构和形态。
例如，铁素体、珠光体等不同组织结构可通过合适的制备方法得到清晰可见的图像。
六、实验建议与感想1. 在实验过程中需要耐心认真地进行每一步操作，特别是制备试样和打磨环节需要反复多次进行。
2. 实验前应仔细阅读相关文献，了解金相显微镜的使用原理和金相试样制备技术。
3. 实验中应注意安全，避免产生伤害或损坏设备。
4. 实验后应及时清洗设备和试样，以便于下次使用。
5. 通过本实验的学习，我对材料组织结构和性能有了更深入的认识，同时也掌握了一定的实验技能。
实验一 金相显微镜的使用及金相试样的制备
故以空气为介质的干系物镜的数值孔径 N ⋅ A 总是小于 1，目前最高可达 0.95。若采用油浸
物镜，在试样与物镜间滴入折射率为 1.51 的杉木油为介质，则其数值孔径 N ⋅ A 可达 1.43，
这比一般以空气为介质时鉴别率提高了很多。
物镜的数值孔径与放大倍数一起刻在镜头外壳上，例如镜头上到有 25／0.5 或在 65×的
目镜分普通目镜和补偿型目镜。补偿型目镜在放大倍数前标注有“K”字或“C”字， 如 K20×，以示区别。补偿型目镜与复消色差物镜配合使用，可以进一步消除复消色差物镜 的像域弯曲，使成像更清晰平坦，但补偿目镜切不可与消色差物镜相配使用，补偿型目镜一 般放大倍数较高，常在高倍观察时使用。
3
图 1-3 透镜产生像差的示意图 （a）简单透镜 （b）消色差透镜 （c）复消色差透镜
Mmin~ Mmax 之间的放大倍数范围就是显微镜的有效放大倍数。 从图 1-4 可以看出，油浸系物镜同干系物镜相比，它具有较高的数值孔径，因为透过油 进入到物镜的光线要比透过空气进入的多，故松柏油的加入能使物镜聚光能力增强，从而提 高了物镜的鉴别能力。 如选用 45×物镜，其数值孔径为 0.63，根据显微镜的有效放大倍数的计算式：M＝
图。对着被观察物体 AB 的透镜叫物镜，
对着人眼的透镜叫目镜。物镜使物体 AB
形成放大的倒立实像 A′B′ ，目镜再将
A′B′ 放大成仍然倒立的虚像 A′′B′′ ，其
倒立位置正好在人眼的明视距离处，于
是，在显微镜目镜中看到清晰的图像
A′′B′′ 。
放大倍数(M)：
图 1-1 显微镜光学成像原理示意图
500 N ⋅ A ~1000 N ⋅ A ，那么显微镜有效放大倍数范围应为 315~630 倍。如果显微镜放大倍 数 M＜500 N ⋅ A ，则未能充分发挥物镜的鉴别率；若 M＞1000 N ⋅ A ，则形成“虚伪放大”，
金相显微镜的使用实验报告
金相显微镜的使用实验报告金相显微镜的使用实验报告引言：金相显微镜是一种用于观察金属材料的内部结构和组织的重要工具。
通过使用金相显微镜，我们可以深入了解金属材料的晶体结构、晶粒大小和分布、相的组成以及其他微观结构特征。
本实验旨在探索金相显微镜的使用方法，并通过观察和分析样品的显微图像，对金属材料的组织和性质进行研究。
实验步骤：1. 样品准备：在开始实验之前，我们需要准备好金属材料的样品。
选择适当的金属材料，并将其切割成适当大小的薄片。
确保样品表面光洁，以便在显微镜下观察。
2. 样品封装：将样品封装在透明的树脂中，以便在显微镜下观察。
封装过程需要小心操作，以避免空气泡和杂质的产生。
3. 研磨和抛光：为了获得清晰的显微图像，我们需要对样品进行研磨和抛光处理。
首先，使用粗砂纸对样品进行研磨，然后逐渐使用细砂纸进行抛光。
最后，使用细研磨液和抛光液对样品进行最后的抛光处理。
4. 显微镜操作：将样品放置在金相显微镜的载物台上，并调节显微镜的焦距和放大倍数。
使用适当的光源照明样品，并通过调整对比度和亮度来获得清晰的显微图像。
5. 图像分析：观察样品的显微图像，并使用金相显微镜配套的软件进行图像分析。
通过测量晶粒大小、相的分布和形状等参数，可以获得关于样品组织和性质的重要信息。
实验结果与讨论：通过使用金相显微镜观察和分析样品的显微图像，我们可以得到以下实验结果和讨论：1. 晶粒大小分布：通过测量样品中晶粒的大小和分布，我们可以了解金属材料的晶体生长情况。
晶粒越大，通常意味着材料的力学性能越好，因为大晶粒可以提供更多的晶界来阻止位错的移动。
2. 相的组成：通过观察样品中不同相的分布和形状，我们可以确定金属材料的组成。
不同的相具有不同的化学成分和晶体结构，其对材料的性能和用途有着重要影响。
3. 缺陷和杂质：金相显微镜可以帮助我们观察和分析样品中的缺陷和杂质。
缺陷和杂质的存在可能会影响材料的力学性能和耐腐蚀性能，因此对其进行准确的检测和分析是非常重要的。
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。
金相组织观察实验报告
一、实验目的1. 了解金相显微镜的基本原理和构造；2. 掌握金相试样的制备方法；3. 认识并分析金属材料的金相组织；4. 建立金相组织与材料性能之间的关系。
二、实验原理金相组织是指金属材料在显微镜下观察到的组织结构。
金相显微镜是一种利用光学原理对金属材料进行观察和分析的仪器。
通过观察金相组织，可以了解材料的微观结构，从而推断出材料的性能和加工工艺。
三、实验仪器与材料1. 仪器：金相显微镜、抛光机、砂轮机、金相试样制备设备（如砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液等）；2. 材料：金属材料试样（如钢铁、铝合金、铜合金等）。
四、实验步骤1. 试样制备（1）将金属材料试样切割成合适的尺寸，并进行打磨处理，去除表面的氧化层和杂质；（2）用不同型号的砂纸对试样进行粗磨、细磨和精磨，直至表面光滑；（3）将磨好的试样放入抛光机中进行抛光处理，直至表面呈现镜面效果；（4）将抛光后的试样进行腐蚀处理，以显示金相组织。
2. 金相显微镜观察（1）打开金相显微镜，调整光源和物镜，使视野明亮；（2）将腐蚀后的试样放置在显微镜载物台上，调整焦距，使金相组织清晰可见；（3）观察并记录金相组织的形态、分布和大小；（4）根据观察结果，分析金相组织与材料性能之间的关系。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过金相显微镜观察，发现金属材料的金相组织主要包括晶粒、析出相、相变组织等。
2. 结果分析（1）晶粒：晶粒是金属材料的基本结构单元，其大小和形态对材料的性能有重要影响。
一般来说，晶粒越小，材料的强度、硬度、韧性等性能越好；（2）析出相：析出相是指在金属材料中形成的第二相，如碳化物、氮化物等。
析出相的形态、大小和分布对材料的性能有显著影响；（3）相变组织：相变组织是指在金属材料中发生的相变过程形成的组织，如珠光体、贝氏体等。
相变组织的形态和分布对材料的性能有重要影响。
六、实验总结本次实验通过金相显微镜观察金属材料的金相组织，了解了金相显微镜的基本原理和构造，掌握了金相试样的制备方法，认识并分析了金属材料的金相组织。
材料科学实验-金相组织的观察
一．金相组织的观察
实验目的：
1. 熟悉金相显微镜的原理、结构及使用
2. 会使用金相显微镜观察金相组织
实验内容：
1 操作金相显微镜
2 观察工业纯铁的金相组织
3 画组织示意图
实验结果：
1.显微镜科勒照明原理图
2.用平面玻璃作垂直照明器的光路图
显微镜操作规范
不能随便移动显微镜的位置；
保持显微镜的干燥、清洁，避免灰尘、水及化学试剂的玷污；调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜；
调焦时先粗后细；
高倍物镜时，不用粗动调焦手轮调节焦距，以免移动距离过大，损伤物镜和玻片；
4.课堂画图并描述组织特征
二．定量金相分析
实验目的：
1.熟悉定量金相方法(比较法、截线法、截面法等）
2.用定量金相方法测量晶粒度和第二相尺寸及含量
实验内容：
1.晶粒度的测定（工业纯铁）
2.第二相尺寸、含量的测定（45#钢760°C淬火)
实验结果：
思考题：
1.什么是材料的晶粒度？测量方法有哪些？
答：反反映材料中晶粒大小的物理量，可通过和标准晶粒度评级图比较或者计算单位长度所
穿过的平均晶粒个数，计算出晶粒的平均截距后和表比对得出。
金相显微镜的使用及金相样标的观察实验报告
金相显微镜的使用及金相样标的观察实验报告
实验目的：本次实验的目的是熟悉金相显微镜的操作，鉴定金相样本的物种，并记录金相图片。
实验材料及仪器：金相显微镜、金相样本
实验原理：金相是指金属和其它物质通过微观观察，用显微镜分辨各内容物质组成情况以及它们之间的关系，描述属于金属晶体的结构的宏观观察技术。
金相显微镜也称金相检查显微镜，它根据样品的形状和一般性来确定是否有缺陷或异常状况；对金属样品或诸如金属材料组成物，细观察其内部构造，这就是金相组织学。
实验步骤：
1、检查并准备仪器：首先，检查显微镜是否干净并正确调节屈光物镜，然后，确保检查器材使用前面板上的复位按钮是可以操作的，调节整机到最佳操作状态。
2、将样本装上显微镜台：将金相样品装入可调整的立柱上，调整立柱的高度使得样本距离检查盘尽可能近。
并确保样本在显微镜上位置稳定。
3、操作显微镜：打开显微镜电源，用手动方式调节放大倍数，然后调整人工瞳距以完全调节显微镜，把样本放入检查框，用阴影法调整位置，确定样本的位置，看清样本的图像，使图像清晰可见且稳定：
4、拍摄金相图片：将金相显微镜的放大倍数调到最大值后，使用低噪声的数码相机拍摄样本的金相图片，并标识。
5、观察金相图片：根据样本的金相图片，注意多孔结构、间接内部构造，以确定结构类型、破碎容量、晶体密度和含量，进行分析、确定物质种类。
6、完成实验后，控制显微镜的电力源，将显微镜和检查设备复位后关闭电源，并清理和消毒检查器材。
实验结论：金相显微镜是用来鉴定金属材料的有效工具，可以结合图像观察，辩证判断出金属材料的组成、结构、外形特征等。
由此可以确定金属材料的加工参数，合理评价金属材料的质量，是金属材料加工的有效工具。
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。
金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告建议与感想
金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告建议与感想一、引言1.1 任务背景金相显微镜是金相学中一种重要的实验工具，用于观察材料的金相结构。
金相结构的观察可以揭示材料的组织结构、晶体结构、晶界和缺陷等信息，对材料的性能和应用具有重要意义。
本实验旨在探索金相显微镜的使用方法，并通过制备金相试样，深入了解金相显微镜的原理和应用。
1.2 实验目的•了解金相显微镜的基本原理和操作方法；•掌握金相试样的制备流程和要求；•学会使用金相显微镜观察和分析材料的金相结构。
二、金相显微镜的使用2.1 金相显微镜的原理金相显微镜是利用光学原理，通过聚焦光学系统从样品表面反射的光线来观察材料的金相结构。
它主要由显微镜本体、光源系统、光学补偿装置和图像记录系统等部分组成。
金相显微镜通常有亮场和暗场两种观察模式，其中亮场模式是最常用的观察方法。
2.2 金相显微镜的操作方法•准备样品：将待观察的材料切割成一定尺寸的样品，并进行打磨、抛光等处理，使其表面平整；•调节显微镜：打开光源，调节显微镜的亮度和对比度，确保获得清晰的观察图像；•放置样品：将制备好的金相试样放置在显微镜上，并通过试样夹具固定；•对焦观察：使用显微镜的目镜和物镜对试样进行对焦，并调节焦平面，以获得最清晰的图像；•观察和记录：使用目镜和物镜进行观察，并记录观察到的金相结构信息。
三、金相试样的制备3.1 金相试样制备的基本流程1.样品切割：根据实验需求，将待观察的材料切割成适当大小的样品；2.研磨打磨：使用研磨机或打磨机对样品表面进行粗磨和细磨，使其表面平坦光滑；3.抛光处理：利用抛光机对样品进行抛光，去除研磨过程中产生的伤痕和凸起物；4.清洗处理：将抛光后的样品进行清洗，去除抛光剂和其他污物；5.腐蚀处理：根据需要，对样品进行腐蚀处理，以显现金相结构；6.清洗处理：再次对样品进行清洗，去除腐蚀剂和其他污物；7.酸洗处理：用酸洗液对样品进行处理，去除氧化物和其他表面污染物；8.最终清洗：用去离子水对样品进行最终清洗，以确保样品表面干净。
金相试验实验报告.
实验报告班级姓名学号中北大学材料科学及工程学院实验中心一实验名称:实验一、金相显微镜的使用及金相样品制备二实验目的(扼要说明研究对象,实验意义及作用等)1.了解光学显微镜的原理及构造；2.掌握显微镜的使用方法；3.学习金相试样的制备过程；4.了解金相显微组织的显示方法。
三实验原理(简要说明实验所依据的理论.包括重要定律,公式及据此推算的重要结果):光学显微镜的基本原理:光学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物镜。
借助于物镜与目镜的两次放大，就能是物体放大到很高倍数。
其光学原理如图所示。
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）。
2)显微镜的鉴别率:光学显微镜的鉴别率是指它能清晰的分辩物体上两点间最小距离d的能力。
d值越小，鉴别率就越高。
鉴别率是显微镜的一个重要的性能，它可由下式求得：d=λ/(2N·A)式中 d—物镜能分辩出的物体相邻两点间的最小距离(即鉴别率)；λ—入射光线的波长；N⋅A—物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力。
数值孔径越大时,d值也就越小。
数值孔径表示物镜的聚光能力，数值孔径大的物镜的聚光能力强，能吸收更多的光线，使物像更加明显。
数值孔径可用下式求得：N⋅A=n⋅Sinφ⑶式中：n—物镜与物体间介质的折射率；φ—物镜孔径角的一半。
进入物镜的光线所张开的角度称为物镜的孔径角，其半角为φ，如图1-2所示。
图1-2 孔径角当n与φ值越大时，则数值孔径值就越大，物镜的鉴别能力也就越高。
3)透镜成像的质量单片透镜在成像过程中，由于几何光学条件的限制，以及其它因素的影响，常使映像变的模糊不清或发生变形迹象，这种缺陷称为相差。
金相组织观察实验报告范文
金相组织观察实验报告范文实验一金属材料显微分析的基本方法一、实验目的：了解金相显微镜的构造、原理及使用规则；掌握金相显微试样制备的基本操作方法。
通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织；了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征；分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。
二、实验概述：金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法金相显微分析法：材料的组织和缺陷的方法。
利用金相显微镜在专门制备的试样上观察1.金相显微镜的构造、原理及使用；2.金相显微试样的制备方法。
为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。
金相试样的制备过程主要步骤有：取样磨制抛光浸蚀镶嵌本实验金相试样制备过程的步骤如下:砂纸磨抛光剂抛光机浸蚀剂吹吹风显微镜磨制抛光浸蚀吹干观察水清洗水清洗酒精清洗3.观察碳钢和白口铸铁的平衡组织分析各种相组分和组织组成物的特征碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体实验概述：金相显微试样的制备方法磨制方法砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使试样磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下向前推行磨制。
磨制以“单程单向”方式重复进行。
在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并使试样的磨制方向调转90°实验概述：金相显微试样的制备方法实验概述：金相显微试样的制备方法抛光目的：去除细磨时遗留下的细微磨痕，以获得光亮而无磨痕的镜面方法：机械抛光电解抛光化学抛光本实验采用机械抛光方法。
实验概述：金相显微试样的制备方法浸蚀目的：使试样磨面的显微组织显露出来，便于观察分析。
光滑镜面在显微镜下只能看到一片光亮，除某些非金属夹杂物、石墨、孔洞、裂纹外，无法辨别出各种组织组成物及其形态特征。
金相显微镜的使用及金相样标的观察实验报告
金相显微镜的使用及金相标样的观察实验报告班级：实验日期：实验教室：指导教师：组员：金相显微镜的使用方法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,并打开电源开关。
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。
3.调节灯管至合适观察的亮度。
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，直至影像最清晰为止。
调节过程中应该注意调节幅度，不要使样品与物镜接触。
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，取下金相样品，关闭电源，盖上防尘罩。
金相照片1灰口铸铁33#2铸铝38# 3铸铝39#4黄铜40# 5黄铜41#6锡青铜42#7锡基轴承合金44#8锌基合金45#相图分析上图的材料均为黄铜，左为单相黄铜组织，右为双相黄铜组织黄铜是由铜和锌所组成的合金，合金中的铜与锌的比例不同，所以形成了不同的相图。
左边的合金在凝固的过程中，结晶出单相固溶体，发生匀晶转变。
虽然只有一相，但由于形核过程中的不确定性，导致晶体的生长方向不相同，使之在最后产生了相界。
右边的合金在凝固过程中，结晶出两种成份的不同固相，发生共晶转变。
右边的相图中可以明显的看出有两相，先析出一相，到一定程度后，产生共晶反应，从先析出的相中析出另外一相，两个相之间有明显的相界。
金相显微镜的地位金相显微镜的用途主要用来观察金相组织的专业仪器，是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。
金相显微镜具有稳定性好、成像清晰、分辨率高、视场大而平坦的特点。
实验一 金相试样的制备及金相组织观察
实验二 金相试样的制备及金相组织观察一、实验目的1. 了解金相显微镜的基本原理和构造，初步掌握金相显微镜的使用方法。
2. 掌握金相试样制备的基本方法；3. 了解浸蚀的基本原理，并熟悉其基本操作；4. 学习利用金相显微镜进行显微组织观察，通过在显微镜下观察到的金相显微组织初步分析材料类型以及材料可能具备的机械性能等。
二、实验设备及材料1. 金相显微镜；2. 不同粗细的金相砂纸一套；3. 平板玻璃、吹风机、镊子；4. 抛光机、Al 2O 3抛光粉、浸蚀剂(4%硝酸酒精溶液)；5. 待制备的金相试样。
三、实验原理利用金相显微镜来观察金属的内部组织与缺陷是研究金属材料的一种基本实验技术。
下面主要讲述金相显微镜的基本原理、构造及使用方法。
1. 金相显微镜的基本原理、构造及使用(1) 金相显微镜的基本原理a. 显微镜的放大倍数金相显微镜是基于光学的反射原理而设计的。
它装有两组放大透镜，靠近物体的一组透镜为物镜，靠近观察的一组透镜为目镜，借助物镜和目镜的两次放大，从而得到较高的放大倍数。
显微镜的基本成像原理图如图1所示。
被观察物体AB 置于物镜前焦点F 1略远处，形成一个倒立、放大的实象A ’B’，位于目镜焦点F 2之内；当实象A’B’通过目镜放大后成为一个正立放大的虚象A”B”。
因此最后的映象A”B”是经过物镜、目镜两次放大后所得到的，其放大倍数应为物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。
经物镜放大倍数为：11''/(')/M A B AB f f ==+物 (1)式中，f 1、f 1’分别为物镜前焦距与后焦距；Δ为显微镜的光学镜筒长。
与Δ相比，物镜的焦距f 1’很短，可忽略，故1/M f ≈物 (2)经目镜放大倍数为：2''''/''/M A B A B D f =≈目 (3)式中，f 2为目镜的前焦距；D 为人眼明视距离，D≈250mm 。
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。
金相显微镜的使用金相试样的制备实验报告
金相显微镜的使用金相试样的制备实验报告实验目的：1.掌握金相显微镜的使用方法；2.学会制备金相试样。
实验仪器与材料：1.金相显微镜；2.金相试样的制备设备与材料：切割机、打磨机、抛光机、砂纸、砂轮、砂布、细砂布、蠟块等。
实验步骤：1.实验前准备：a)检查金相显微镜的工作状态，确认光源和镜头都正常运作；b)准备金相试样的切割机、打磨机、抛光机和相关材料。
2.试样的切割：a)将需要制备金相试样的材料放在切割机上，并根据需要进行必要的定位和调整；b)打开切割机，根据需要切割出适当大小的试样。
3.试样的打磨：a)将切割好的试样放在打磨机上，用粗砂轮进行粗磨。
注意，在磨削过程中要保持试样的冷却，以免过度加热导致损伤；b)进行中磨与细磨，使用不同粒度的砂轮、砂纸或砂布，逐渐减小颗粒大小，直到试样表面光滑为止。
4.试样的抛光：a)将打磨好的试样放在抛光机上，选用合适的抛光盘和抛光液，进行试样的精细抛光。
注意，抛光的时间要根据试样的材料和要求进行适当调整；b)抛光完成后，使用细砂布或砂纸进行最后的抛光处理，以保持试样表面的光滑。
5.试样的腊埋和切片：a)将抛光好的试样放在石蠟块上，并重新加热使其融化，将试样固定在蠟块上；b)使用切片机将固定在蠟块上的试样切成适当的薄片。
6.试样的腐蚀/染色处理：a)针对不同材料的试样，根据需要选择适当的腐蚀液或染色液进行处理；b)腐蚀/染色后的试样需要进行清洗和去蠟处理，以确保试样表面干净。
7.试样的镜检：a)将制备好的金相试样放入金相显微镜中；b)调整显微镜的放大倍数和焦距，观察试样的金相组织结构。
实验结果与讨论：通过金相试样的制备和显微镜的观察，可以对材料的金相组织结构进行分析和研究。
根据试样的特点和所需的具体分析目的，可以选择使用不同的切割、打磨和抛光方法，以获得适合的试样表面状态。
同时，在试样的腐蚀/染色处理中，也要根据不同材料的特性选择合适的处理方法。
需要注意的是，试样的制备过程中要尽量避免引入外部污染物，以免影响金相观察结果。
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取试样。
金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告
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基本方法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部分,其中放大系统是显微镜的关键部分;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、干燥；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;待视场内忽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,尽量避免和减轻因塑性变形或受热引起的组织失真现象;试样的尺寸并无统一规定,从便于握持和磨制角度考虑,一般直径或边长为15~20mm,高为12~18mm比较适宜;对那些尺寸过小、形状不规则和需要保护边缘的试样,可以采取镶嵌或机械夹持的办法;金相试样的镶嵌,是利用热塑性塑料如聚氯乙烯,热凝性塑料如胶木粉以及冷凝性塑料如环氧树脂+固化剂作为填料进行的;前两种属于热镶填料,热镶必须在专用设备一镶嵌机上进行;第三种属于冷镶填料,冷镶方法不需要专用设备,只将适宜尺寸约φl5~20mm的钢管、塑料管或纸壳管放在平滑的塑料或玻璃板上,试样置于管内待磨面朝下倒入填料,放置一段时间凝固硬化即可;2.粗磨粗磨的目的主要有以下三点：1修整有些试样,例如用锤击法敲下来的试样,形状很不规则,必须经过粗磨,修整为规则形状的试样；2磨平无论用什么方法取样,切口往往不十分平滑,为了将观察面磨平,同时去掉切割时产生的变形层,必须进行粗磨；3倒角在不影响观察目的的前提下,需将试样上的棱角磨掉,以免划破砂纸和抛光织物;黑色金属材料的粗磨在砂轮机上进行,具体操作方法是将试样牢牢地捏住,用砂轮的侧面磨制;在试样与砂轮接触的一瞬间,尽量使磨面与砂轮面平行,用力不可过大;由于磨削力的作用往往出现试样磨面的上半部分磨削量偏大,故需人为地进行调整,尽量加大试样下半部分的压力,以求整个磨面均匀受力;另外在磨制过程中,试样必须沿砂轮的径向往复缓慢移动,防止砂轮表面形成凹沟;必须指出的是,磨削过程会使试样表面温度骤然升高,只有不断地将试样浸水冷却,才能防止组织发生变化;砂轮机转速比较快,一般2850r/min,工作者不应站在砂轮的正前方,以防被飞出物击伤;操作时严禁戴手套,以免手被卷入砂轮机;3.细磨粗磨后的试样,磨面上仍有较粗较深的磨痕,为了消除这些磨痕必须进行细磨;细磨,可分为手工磨和机械磨两种;1手工磨手工磨是将砂纸铺在玻璃板上,左手按住砂纸,右手握住试样在砂纸上作单向推磨;金相砂纸由粗到细分许多种,其规格可参考表2-1;表2-1常用金相砂纸的规格金相砂纸编号01 02 03 04 05 06 粒度序号M28 M20 M14 M10 M7 M5砂粒尺寸/ 28～20 20～14 14～10 10～7 7～5 5～①表中为多数厂家所用编号,目前没有统一规格用砂轮粗磨后的试样,要依次由01号磨至05号或06号;操作时必须注意：1加在试样上的力要均匀,使整个磨面都能磨到；2在同一张砂纸上磨痕方向耍一致,并与前一道砂纸磨痕方向垂直;待前一道砂纸磨痕完全消失时才能换用下一道砂纸;3每次更换砂纸时,必须将试样、玻璃板清理干净,以防将租砂粒带到细砂纸上;4磨制时不可用力过大,否则一方面因磨痕过深增加下一道磨制的困难,另一方面因表面变形严重影响组织真实性;5砂纸的砂粒变钝磨削作用明显下降时,不宜继续使用,否则砂粒在金属表面产生的滚压会增加表面变形;6磨制铜、铝及其合金等软材料时,用力更要轻,可同时在砂纸上滴些煤油,以防脱落砂粒嵌入金属表面;2机械磨目前普遍使用的机械磨设备是预磨机;电动机带动铺着水砂纸的圆盘转动,磨制时,将试样沿盘的径向来回移动,用力要均匀,边磨边用水冲;水流既起到冷却试样的作用,又可以借助离心力将脱落砂粒、磨屑等不断地冲到转盘边缘;机械磨的磨削速度比手工磨制快得多,但平整度不够好,表面变形层也比较严重;因此要求较高的或材质较软的试样应该采用手工磨制;4.抛光抛光的目的是去除细磨后遗留在磨面上的细微磨痕,得到光亮无痕的镜面;抛光的方法有机械抛光、电解抛光和化学抛光三种,其中最常用的是机械抛光;机械抛光在抛光机上进行,将抛光织物粗抛常用帆布,精抛常用毛呢用水浸湿、铺平、绷紧并固定在抛光盘上;启动开关使抛光盘逆时针转动,将适量的抛光液氧化铝、氧化铬或氧化铁抛光粉加水的悬浮液滴洒在盘上即可进行抛光,抛光时应注意：1试样沿盘的径向往返缓慢移动,同时逆抛光盘转向自转,待抛光快结束时作短时定位轻抛;2在抛光过程中,要经常滴加适量的抛光液或清水,以保持抛光盘的湿度,如发现抛光盘过脏或带有粗大颗粒时,必须将其冲刷干净后再继续使用;3抛光时间应尽量缩短,不可过长,为满足这一要求可分粗抛和精抛两步进行;4}抛有色金属如铜、铝及其合金等时,最好在抛光盘上涂少许肥皂或滴加适量的肥皂水;机械抛光与细磨本质上都是借助磨料尖角锐利的刃部,切去试样表面隆起的部分;抛光时,抛光织物纤维带动稀疏分布的极微细的磨料颗粒产生磨削作用,将试样抛光;目前,人造金刚石研磨膏最常用的有五种规格的溶水性研磨膏代替抛光液,正得到日益广泛的应用;用极少的研磨膏均匀涂在抛光织物上进行抛光,抛光速度快,质量也好;5.浸蚀抛光后的试样在金相显微镜下观察,只能看到光亮的磨面,如果有划痕、水迹或材料中的非金属夹杂物、石墨以及裂纹等也可以看出来,但是要分析金相,组织还必须进行浸蚀;浸蚀的方法有多种,最常用的是化学浸蚀法,利用浸蚀剂对试样的化学溶解和电化学浸蚀作用将组织显露出来;纯金属或单相均匀固溶体的浸蚀基本上为化学溶解过程;位于晶界处的原子和晶粒内部原子相比,自由能较高,稳定性较差,故易受浸蚀形成凹沟;晶粒内部被浸蚀程度较轻,大体上仍保持原抛光平面;在明场下观察,可以看到一个个晶粒被晶界黑色网络隔开;如图1-19b所示;如浸蚀较深,还可以发现各个晶粒明暗程度不同的现象,如图1-19d所示;这是因为每个晶粒原子排列的位向不同,浸蚀后,以最密排面为主的外露面与原抛光面之间倾斜程度不同的缘故;两相合金的浸蚀与单相合金不同,它主要是一个电化学浸没过程,在相同的浸蚀条件下,具有较高负电位的相微电池阳极被迅速溶解凹陷下去；具有较高正电位的相微电池阴极在正常电化学作用下不被浸蚀,保持原有的光滑平面;结果产生了两相之间的高度差;以共析碳钢层状珠光体浸蚀为例,层状珠光体是铁素体与渗碳体相间隔的层状组织浸蚀过程中,因铁素体具有较高的负电位而被溶解,渗碳体因具有较高的正电位而被保护,另外在两相交界处铁素体一侧因被严重浸蚀形成凹沟;这样在显微镜下可以看到渗碳体周围有一黑圈,显示出两相的存在;多相合金的浸蚀,同样也是一个电化学溶解过程,原理与两相合金相同;但多相合金的组成相比较复杂,用一种浸蚀剂来显示多种相是难以作到的,只有采用选择浸蚀法及薄膜浸蚀法等专门方法才行;化学浸蚀的方法虽然很简单,但是只有认真对待才能制备出高质量的试样;将抛光后的试样用水冲洗同时用脱脂棉擦净磨面,然后用滤纸吸去磨面上过多的水,吹干后用显微镜检查磨面上是否有道痕、水迹等;同时证明未经过浸蚀的试样是无法分析组织的;经检查后合格的试样可以放在浸蚀剂中,抛光面朝上,不断观察表面颜色的变化;这是浸蚀法;也可以用沾有浸蚀剂的棉花轻轻擦拭抛光面,观察表面颜色的变化;此为擦蚀法;待试样表面被浸蚀得略显灰暗时即刻取出,用流动水冲洗后在浸蚀面上滴些酒精,再用滤纸吸去过多的水和酒精,迅速用吹风机吹干,完成整个制备试样的过程;三、实验内容1观察直立式与倒立式两种金相显微镜的构造与光路；2操作显微镜,比较熟练地掌握聚焦方法,了解孔径光阑、视场光阑和滤光片的作用；3熟悉物镜、目镜上的标志并合理选配物镜和目镜；4分别在明场照明和暗场照明下观察同一试样,分析组织特征及成因；5借助物镜测微器确定目镜测微器的格值;6按粗磨→细磨→机械抛光→浸蚀的步骤制备金相试样；7对比观察浸蚀前,浸蚀后试样的金相形貌;四、材料及设备1金相显微镜构造与光路图；2作为教具的可拆显微镜1~2台；3练习操作的金相显微镜至少配备2个物镜和2个目镜10~15台；4备有暗场照明装置的金相显微镜2~3台；5配备测微目镜和物镜测微器的金相显微镜2~3台；6供观察的金相试样;7待磨试样、砂轮机、金相砂纸及玻璃板、抛光机、抛光液、吹风机、金相显微镜、浸蚀剂、酒精、夹子、脱脂棉、吸水纸;五、实验步骤1利用挂图、教具讲解金相显微镜的原理、构造、使用与维护；2在具体了解了某台显微镜构造和光路的基础上反复练习聚焦,直到熟练掌握；3反复改变孔径光阑、视场光阑的大小,加或不加滤光片,观察同一视场映象的清晰程度；4将同一试样分别放在明场照明和暗场照明显微镜上进行对比观察,并画出所观察的组织图；5借助物镜测微器确定目镜测微器的格值,并按要求对组织进行实地测量；6磨样领取待磨试梓,用砂轮机粗磨,用金相砂纸细磨,进行机械抛光；7浸蚀前观察对抛光后洗净,吹干的试样进行浸蚀前的检查；8浸蚀将抛光合格的试样置于浸蚀剂中浸蚀；9观察金相组织对浸蚀后的试样进行观察,联系化学浸蚀原理对组织形态进行分析;如浸蚀程度过浅,可重新浸蚀；若过深,待重新抛光后才能浸蚀；若变形层严重,反复抛光一浸蚀1~2次后再观察组织清晰度的变化;金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告班级姓名学号一实验目的二回答下列问题1.简述制备金相试样的过程;2．绘制金相组织图;。
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。
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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。
b．增加物镜与观察物之间的折射率。
用油做介质，最常用的是松柏油可提高聚光能力，数值孔径达（1.40）目前最高倍的油镜头（120倍）在物镜的镜体上刻有标记：油或OI。
图1-2是介质对物镜数值孔径的影响示意图（a为干系物镜，b为油浸物镜）。
图1-2介质对物镜数值孔径的影响示意图B：分辨率与有效放大倍数金相显微镜分辨率主要取决于物镜的分辨率，上面已经提到物镜是使物体放大，目镜的作用是用来保证物镜的分辨率充分利用，既将这个实像再次放大，也就是说物镜没有分辨的细节，目镜是不能增大它的辨别能力，若要提高分辨率可使用更短波长的电子波即电子显微镜，显微镜的分辨率是指物镜所能清晰的分辨两个物点间的最小距离，与数值孔径有关。
有以下表达公式：式中：λ—为入射光的波长N.A—为数值孔径由此可知入射光波越短，数值孔径越大显微镜的分辨率越高，在光学显微镜中，如若采用黄、绿、蓝等滤色片，采用油浸镜头，不但能够提高衬度还将进一步提高分辨率。
在显微镜中保证物镜的分辨率能够充分利用，使试样上已被物镜分辨出的细微组织能够清晰再现，必须有适当的放大率，称为有效放大倍数。
可由下面关系推出：人眼在明视距离（250mm）处的分辨能力为0.15-0.35mm。
因此只有将物镜能分辩的距离放大到不小于0.15-0.35mm，人眼方能辨识，则由此推出M有效=（0.15～0.30）×λAN.2=λ)6.0~30.0(N.A例如40×物镜的N.A=0.65，有效放大倍数为325—650倍范围，因此应选择最低8倍目镜，最高不能超过16倍目镜，否则将不能充分发挥物镜的分辨率或为虚放大。
目镜是将物镜放大的像再次进行放大，其作用就是在显微观察时，于明视距离处形成一个清晰放大的虚像，而在显微摄影时，通过投射目镜在影屏上得到一个放大的实像，除此之外，某些目镜（如我们现在使用的补偿目镜）除放大作用之外，还能将物镜造像的残余像差予以校正。
自目镜射出的光束接近平行光束，是一个小孔径，大视场系统。
据此，在像差校正上轴向像差（轴向色差，球差）可不予考虑，设计时主要考虑放大率色差，同时，由于入射光束接近平行，目镜的角孔径极小，故目镜本身的鉴别能力甚低，但对于物镜的初步影象的放大已是足够了。
显微镜目镜的种类较多：常用的有补偿目镜，放大目镜，测微目镜，双筒目镜，一般补偿目镜与复消色差物镜配合使用，放大目镜是专为摄影及近距离投射使用，测微目镜中加入了一小片有刻度的玻璃薄片，用于金相组织定量测量，如表面渗层厚度、显微硬度压痕的长度测量图1-3 照明原理图 等 ，双筒目镜可减轻观察时眼睛的疲劳。
2．照明方式：金相显微镜大多使用灯光照明，这与生物显微镜不同，借棱镜或其它反射方法使光线投在金属样品的磨面上，靠金属的自身反光能力，部分光线被反射而进入物镜，放大成像最后被我们所观察。
现代的金相显微镜采用科勒照明法，它的特点是光源的像通过聚光透镜首先聚焦在孔径光栏上，然后与孔径光栏的像一起成像在物镜的后焦面，如图1-3。
这种照明方式可以充分利用光源，提供一个非常均匀的照明场，充分发挥物镜的分辨率。
在实际工作中不仅研究材料的表面组织，有时还要鉴别非金属夹杂物等特殊用途，为此，采光方式有明场照明和暗场照明。
金相研究主要采用明场照明，它是将来自光源的光线通过垂直照明器中反射镜，改变光线的角度垂直射入试样的表面，由试样表面反射的光线再进入物镜到目镜成像。
如果经过磨制表面光亮如镜的样品，反射光将全部进入物镜，目镜中看到光亮一片，若经过化学试剂侵蚀，易受侵蚀的相，或晶界处凹陷下去反光能力差，这样高低不同产生的漫散射使目镜中呈现不同明暗的组织。
暗视场照明则是入射光束通过环行光栏及环行反射从物镜的四周斜射于目的物上，因此显微镜内是黑暗的，只有一些浮雕处（如某些夹杂物相）因漫散射的产生有部分光线可到达物镜，从目镜中看到的是明亮的，据此暗视场适用于观察平滑表面上细小微雕，即非金属夹杂物等的鉴定。
普通光学金相显微镜类型很多，从外观上主要分为台式，立式，卧式三大类；按用途分为偏光显微镜，干涉显微镜，高温金相显微镜，体式显微镜。
另外随着科学技术的发展，利用计算机和数码技术相结合的智能光学显微镜，改变了传统的金相观测、拍摄、洗相等烦琐的操作程序，它只需在光学显微镜上对接摄像头，把放大的试样通过摄像装置拍摄下来后输出到计算机里，我们可以打印下来，这样得出的金相图能更加准确的反映组织形貌。
图1-4为数码技术显微镜的工作原理。
3．实验使用的显微镜如图1-5 ，它属于台式金相显微镜，结构由三大部分组成：光学系统，照明系统和机械系统。
（1） 光学系统主要由目镜和物镜两部分构成。
目镜：放大倍数有10×，12.5×，主要是使物镜放大的像再次放大，除观察目镜外还有测微目镜和照相目镜。
摄像装置 金相光学显微镜计算机打印机 输出图像 图1-4数码技术显微镜的工作原理图1-5 XJP-2型金相显微镜1.载物台2. 物镜3. 转换器4. 粗动调焦手轮5. 微动调焦手轮6.灯座7.底座8.目镜9.单筒目镜管组 10.固定螺钉11.视场光栏 12.孔径光栏 物镜：放大倍数有10×，40×，100×，是显微镜中主要的光学部件。
它的好坏直接影响像的质量，一般高于千倍用油浸物镜较好，本实验课用的是干系物镜，即以空气作为介质。
（2） 机械系统底座：支撑整个显微镜体载物台：放置试样物镜转换台：用以更换不同倍数的物镜调焦装置：调节焦距用，分粗调和细调（3） 照明系统：照明系统中光源、聚光透镜、孔径光栏、视场光栏和棱镜组等组成。
6V 、15W 的低压卤钨灯泡发出的白色光，经聚光透镜和反光镜会聚在孔径光栏（可以连续调光）上，然后经过聚光镜、物镜，使试样表面得到充分均匀的照明。
4．显微镜的使用金相显微镜是精密的光学仪器，使用中一定要爱护，注意下列各点：（1） 操作前应了解显微镜的基本原理、构造及各部分的作用。
（2） 操作时双手和样品要干净，以免腐蚀物镜，应集中精力，细心操作，不能有粗暴和剧烈的动作，不能用手和手帕等去摸、擦镜头的透镜，不要随意拧动各调节螺钉。
严禁拆卸显微镜及其附件。
（3） 调焦距时，先用粗调手轮将载物台降低，使样品尽量靠近物镜（但不能接触），然后一面从目镜中观察，一面缓慢转动粗调焦手轮，使载物台升高，待看到组织后，再旋转微调手轮直到图像清晰为止。
（4） 观察时，可以调动载物台旋钮选择不同的观察区域，不能用手直接移动样品，避免样品表面划伤。
（5） 有问题报告老师处理，不得擅自拆修，使用完毕后将显微镜恢复原状。
（二）平衡组织 铁碳相图是铁碳合金的成分与平衡结晶后的组织组成物及各相组成物的定性、定量关系总结。
从相的角度来看，铁碳合金在室温下的平衡组织皆由铁素体和渗碳体两相所组成。
碳含量趋近于零时，合金全部由铁素体所组成，随着含碳量的增加，铁素体的含量呈直线下降，6.69%时降低到零。
与此相反，渗碳体的含量则由零增至百分之百。
碳含量的变化，不仅引起铁素体和渗碳体相对量的变化，而且可以引起组织的变化，引起不同性质的结晶过程。
从图4-1可以看出，随着含碳量的增加；铁碳合金的组织变化顺序为，F →F+P →P →P+Fe 3C Ⅱ→P+Fe 3C Ⅱ+Ld ′→Ld ′→Ld ′+Fe 3C Ⅰ同一种组成相，由于生成条件的不同，虽然相的本质未变，但其形态可以有很大的差异。
1．铁素体（F）：是碳在α—Fe中的间隙固溶体。
从奥氏体中析出的铁素体一般呈块状，而经共析反应生成的珠光体中的铁素体相互制约，呈交替层片状，含碳量接近共析成分时，铁素体呈白亮宽网状包围珠光体。
2．渗碳体（Fe3C）：是铁与碳形成的间隙化合物，含碳量ωc=6.69%。
渗碳体硬度高，塑性差，延伸率接近于零。
由于成分和生成条件的不同，使其具有复杂晶格的混合物，形态特点如下：（1）一次渗碳体：当ωc>4.3%时，一次渗碳体由液相中直接形成的呈规则的长条状。
（2）二次渗碳体：当0.77%<ωc<2.11%,二次渗碳体是由奥氏体中析出的，以网络状分布于奥氏体晶界。
二次渗碳体的数量随钢中含碳量的增加而增加，当含碳量较多时，除了沿奥氏体晶界呈网状分布外，还在晶内呈针状分布。
当2.11%<ωc<4.3%时，由初晶奥氏体析出的二次渗碳体与共晶渗碳体连成一片，难以分辨。
（3）三次渗碳体：由铁素体中析出，沿晶界呈小片状分布。
（4）共析渗碳体：经共析反应生成的，与铁素体呈交替层片状。
（5）共晶渗碳体：与奥氏体相关形成的，在莱氏体中为连续的基体，比较粗大，有时呈鱼骨状。
3．珠光体（P）：共析转变的产物，是铁素体与渗碳体的机械混合物。