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金相检验作业指导书1 作业任务概述—金相检验是获得金属材料内部信息的重要手段之一,本作业指导书适用于火电厂有关金相检验技术工作和操作方法的现场指导。
规范取样、镶嵌、磨光、抛光、浸蚀、观察、照相、评定等基本过程，以保证金相分析结果的可靠性。
2．编制依据《火电厂金相检验与评定技术导则》（DL/T884-2004）；《火力发电厂金属金属监督规程》（DL 438-2000）《蒸汽锅炉安全技术监察规程》《火力发电厂焊接技术规程》（DL/T869-2004）3 .作业准备及条件3.1人员要求从事火电厂金相检验与评定的工作人员必须持有中国电机协会颁发的电力行业金相检验技术人员资格证书，并在有效期内。
3.2技术准备火电厂金相检验一般是通过取样或者非破坏性现场复型方式实施，选择金相检验方法前应根据现场实际情况确定要进行金相检验的工件是否能取样，进而确定使用的材料及设备。
3.3材料准备检验工具：肉眼或放大镜（〈20倍〉，金相砂纸或水砂纸(粒度号120~800)、抛光磨料（一般使用金刚石粉）、抛光织物、化学浸蚀试剂（根据工件材质配制）、无水酒精、暗盒、胶片、相纸、暗室处理药液。
使用复型金相时还必须准备复型材料、甲醇、丙酮等。
3.4其他常用工具自备。
4.作业方法及工艺要求4.1接受委托由检验单位出具检验委托单一式二份，按检测要求取样并将工件粗加工到合适制样的大小，标识清楚后交检验方。
检测人员将委托单与工件一一核对无误后签字，回执一份。
4.2主要检验工艺流程（见附录1）检验前的准备、了解被检材料的钢号、规格、热处理状态、焊接部位及工艺，明确检验目的，对试样进行编号,检验过程的质量控制.4.2.1.金相分析：断口分类及各种缺陷形态的识别1)．纤维断口2)．结晶断口3)．层状断口结晶断口4)．白点断口5)．缩孔残余断口6)．气泡断口、非金属缩孔残余断口7). 夹杂物及夹渣断口8)．黑胶断口9)．石状断口10．萘状断口11）.钢中疏松、裂纹以及各种非正常断口。
金相检验-低碳钢和铸铁的组织的观察与分析实验指导书XX大学（一）金相样品的制备方法概述在用金相显微镜来检验和分析材料的显微组织时，需将所分析的材料制备成一定尺寸的试样，并经磨制、抛光与腐蚀工序，才能进行材料的组织观察和研究工作。
一．金相样品的制备过程一般包括如下步骤：取样、镶嵌、粗磨、细磨、抛光和腐蚀。
分别叙述如下：1．取样（1）选取原则应根据研究目的选取有代表性的部位和磨面，例如，在研究铸件组织时，由于偏析现象的存在，必须从表层到中心，同时取样观察，而对于轧制及锻造材料则应同时截取横向和纵向试样，以便分析表层的缺陷和非金属夹杂物的分布情况，对于一般的热处理零件，可取任一截面。
（2）取样尺寸截取的试样尺寸，通常直径为12—15mm，高度和边长为12—15mm的圆柱形和方形，原则以便于手握为宜。
（3）截取方法视材料性质而定，软的可用手锯或锯床切割，硬而脆的可用锤击，极硬的可用砂轮片或电脉冲切割。
无论采取哪种方法，都不能使样品的温度过于升高而使组织变化。
2．镶嵌当试样的尺寸太小或形状不规则时，如细小的金属丝、片、小块状或要进行边缘观察时，可将其镶嵌或夹持。
见图1所示。
（1）热镶嵌用热凝树脂（如胶木粉等），在镶嵌机上进行。
适应于在低温及不大的压力下组织不产生变化的材料。
（2）冷镶嵌用树脂加固化剂（如环氧树脂和胺类固化剂等）进行，不需要设备，在模子里浇铸镶嵌。
适应于不能加热及加压的材料。
（3）机械夹持通常用螺丝将样品与钢板固定，样品之间可用金属垫片隔开，也适应于不能加热的材料。
3．粗磨取好样后，为了获得一个平整的表面，同时去掉取样时有组织变化的部分，在不影响观察的前提下，可将棱角磨平，并将观察面磨平，一定要将切割时的变形层磨掉。
一般的钢铁材料常在砂轮机上磨制，压力不要过大，同时用水冷却，操作时要当心，防止手指等损伤。
而较软的材料可用挫刀磨平。
砂轮的选择，磨料粒度为40、46、54、60等号，数值越大越细，材料为白刚玉，棕刚玉、绿碳化硅、黑碳化硅等，代号分别为GB、GZ、GC、TH、或WA、A、TL、C，尺寸一般为外径×厚度×孔径=250×25×32，表面平整后，将样品及手用水冲洗干净。
机械工程材料实验指导书西安交通大学材料科学与工程学院《机械工程材料》课程组顾美转编目录金相显微分析基础知识（一）光学金相显微镜的一些基础知识概述 2—12（二）金相样品的制备方法概述 13—19实验一金相显微镜的使用与金相样品的制备 20—28实验二碳钢和铸铁的平衡组织和非平衡组织的观察与分析 29—392004．1金相显微分析基础知识金相分析在材料研究领域占有十分重要的地位,是研究材料内部组织的主要手段之一。
金相显微分析法就是利用金相显微镜来观察为之分析而专门制备的金相样品，通过放大几十倍到上千倍来研究材料组织的方法。
现代金相显微分析的主要仪器为：光学显微镜和电子显微镜两大类。
这里仅介绍常用的光学金相显微镜及金相样品制备的一些基础知识．（一）光学金相显微镜的一些基础知识概述一．金相显微镜的构造金相显微镜的种类和型式很多，最常见的有台式、立式和卧式三大类。
金相显微镜的构造通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的显微镜还附带有多种功能及摄影装置。
目前，已把显微镜与计算机及相关的分析系统相连，能更方便、更快捷地进行金相分析研究工作。
1．光学系统：其主要构件是物镜和目镜，它们主要起放大作用。
并获得清晰的图象。
物镜的优劣直接影响成象的质量。
而目镜是将物镜放大的象再次放大。
2．照明系统：主要包括光源和照明器以及其它主要附件（1）光源的种类：包括白炽灯（钨丝灯）、卤钨灯、碳弧灯、氙灯和水银灯等。
常用的是白炽灯和氙灯，一般白炽灯适应于作为中、小型显微镜上的光源使用，电压为6—12伏，功率15—30瓦。
而氙灯通过瞬间脉冲高压点燃，一般正常工作电压为18伏，功率为150瓦，适用于特殊功能的观察和摄影之用。
一般大型金相显微镜常同时配有两种照明光源，以适应普通观察和特殊情况的观察与摄影之用。
（2）光源的照明方式：主要有临界照明和科勒照明。
散光照明和平行光照明适应于特殊情况使用。
1）临界照明：光源的象聚焦在样品表面上，虽然可得到很高的亮度，但对光源本身亮度的均匀性要求很高。
金相分析作业指导书要点l.工程概况1.1.工程概况：主要介绍工程名称、规模、特点及施工环境。
1.2.工程量：分类统计需进行金相检验的部件名称、规格、材质、数量和估计工期。
*工期为理想情况下作业用时的总和。
2.编制依据：列出与金相检验相关的所有设计图纸，技术、质量、安环相关的规程、规范。
3.作业前必须具备的条件和应作的准备：3.1技术准备3.1.1接受委托并察看现场(审核委托项目是否齐全、条件是否具备)3.1.2根据委托和通用工艺文件编制工艺卡（至少应包括以下方面）1）采用设备名称、型号。
2）采用检验方法、浸蚀剂、放大倍数。
3）试件名称、规范材质、编号、焊接材料、热处理方法等。
4) 安全注意事项。
3.1.3安全和技术交底3.2作业人员(配置、资格)3.2.1金相检验人员须经国家有关部门进行理论和实际技能培训考核，持证上岗。
3.2.2金相检验人员应熟悉火电厂常用钢种的金相组织，掌握检验方法，能正确判定金相组织。
3.2.3. 检验辅助工必须经过安全和专业技能培训,合格后方可上岗。
3.2.4作业活动中的组织分工和人员职责3.2.4.1作业的组织分工(与相关作业和其他专业的分工)明确检验委托、检验作业、结果反馈的责任部门和传递渠道。
3.2.4.2作业人员的职责列出所有参加金相检验工作人员的岗位名称和职责。
3.3作业机具（包括配置、等级、精度等）3.3.1所配备的工器具（包括附件、操作工具、储存器具等）。
3.3.2所需仪器、仪表的规格和精度（包括金相预磨、抛光、摄影、洗像等仪器设备)3.4材料砂纸、镶嵌粉、化学药品、显定影剂、相纸、覆膜等相关材料。
3.5安全器具安全帽、防滑鞋、安全带等劳保用品齐全；施工现场安全设施齐全，照明充足。
3.6场地道路3.6.1被检工件处应有必要的检验空间和良好的安全设施。
3.6.2被检工件附近要有良好的可接电源，夜间或暗处工作，要有充足的安全照明。
3.6.3 仪器操作间温度、湿度、通风等要符合要求。
金相操作作业指导书一、引言金相操作是金属材料研究中的重要环节之一，它主要通过显微镜对金属材料的组织结构进行观察和分析。
金相操作能够提供材料的晶粒尺寸、相组成、相分布以及缺陷等重要信息，对于研究材料的性能和品质具有重要意义。
本指导书旨在向操作人员介绍金相操作的基本原理和操作步骤，以帮助他们正确进行金相实验。
二、金相操作的基本原理1. 光学显微镜原理金相操作主要通过光学显微镜进行观察和分析。
光学显微镜利用光的折射和散射现象来观察材料的细节。
其基本原理是当光线通过材料时，由于材料的物理性质不同，光的传播速度和方向也会发生变化，从而形成不同的图像。
2. 金相制样原理金相制样是为了使金相材料能够在光学显微镜下观察，而对金属材料进行的样品制备过程。
制样的基本原理是通过打磨、抛光和腐蚀等工艺，将金属材料的表面平整化，并去除表面氧化物和烧结层，以确保观察时能够清晰地看到样品组织结构。
三、金相操作的步骤1. 样品制备（1）选择适当的金属材料样品；（2）将样品锯切成适当尺寸，确保样品不会超过显微镜视野；（3）将样品进行打磨，使用不同粒径的砂纸和研磨液，逐渐降低砂纸的粒径直至最终抛光；（4）清洁样品表面，确保没有灰尘和杂质；（5）标记样品信息，如材料名称、取样位置等。
2. 金相试剂配制（1）根据不同的金属材料，选择合适的金相试剂，如酸性试剂、碱性试剂等；（2）按照制定好的配方比例，将试剂稀释至适当浓度。
3. 金相腐蚀（1）将抛光好的样品放入腐蚀槽中，加入合适的金相试剂；（2）控制腐蚀时间和温度，以获得所需的显微组织。
4. 洗净和干燥（1）将腐蚀好的样品取出，并用去离子水冲洗几次，以去除腐蚀液；（2）使用酒精或丙酮进行表面清洁和除湿；（3）将样品放置在通风干燥的地方，等待样品完全干燥。
5. 金相显微镜观察（1）将样品放在显微镜载物架上；（2）通过调节显微镜的焦距和光源亮度，找到合适的观察条件；（3）使用不同放大倍数的镜头，观察和记录样品的组织结构。
1适用范围本作业指导书适用于电力部门对火力发电厂中使用的各类管道体系及管道焊缝部位金相分析的全过程。
2编制依据2.1电力建设金相检验导则2.2金属显微组织检验方法GB/T 13298-972.3钢的显微组织评定方法GB/T 13299-913作业前应做的准备和具备的条件3.1必须具备的条件3.1.1技术方面3.1.1.1操作人员应能熟练地磨制试样，能迅速、完满地进行金相摄影，了解冲洗技术;3.1.1.2操作人员应了解抛光、腐蚀剂的配制，且对抛光、腐蚀的时间能正确掌握;3.1.1.3操作人员应具有熟练地洗、印相技术，能印制出合格的金相照片。
3.1.2设备方面3.1.2.1应有现场使用的大型金相检查仪一台。
3.1.2.2应有手磨机、砂纸散打机各若干台。
3.1.3现场环境3.1.3.1弯后管道应堆放整齐，便于检验操作;3.1.3.2应有安全的电源系统。
3.2检验前的准备3.2.1设备方面3.2.1.1操作人员应对金相检查仪进行调试，使之处于正常工作状态;3.2.1.2操作人员应检查砂纸散打机的状态，必要时更换砂纸。
3.2.2现场环境方面操作人员对管道堆放情况进行检查，不安全不能作业。
4参加作业人员的资格和要求4.1现场操作人员必须持有金相检验方面的有效证书；4.2金相检验人员应对相应的职责范围内的工作负责。
4.3对金相检验技术人员工的要求4.3.1根据情况，指导工程中的金相检验工作；4.3.2对金相检验工作进行必要的理论辅导，实际操作技术的培训和考核；4.3.3对首次遇到的钢种进行必要的分析和试验；4.3.4及时编审试验报告，做好整理和归档工作。
4.4对金相检验工的要求4.4.1需经专业理论知识和实际操作技能的培训，考核合格后，方能担任相应的金相工作和编写金相试验报告；4.4.2检验工应了解被检件的材质、焊接工艺和热处理规范；4.4.3根据工作中所确定的被检部位进行检验，做到检验及时，操作无误，结论准确；5所需工器具和仪器、仪表和规格及准确度HSB型手磨机一台XH---500型金相检查仪一台JP66—1型胶片干燥箱一台6作业程序、方法和内容（见附录1的流程图）6.1磨制试样6.1.1选用颗粒度适中的砂轮手磨机，检查是否有松滑现象，然后插入电源。
实验指导书《材料连接原理》实验一焊接接头金相分析一、实验目的：1、观察硝酸银的枝晶形态；2、观察焊接接头的宏观组织及焊接缺陷；3、观察典型焊接接头的纤维组织的分布及其特征，了解焊接接头的焊缝区、熔合线、热影响区及母材等各种典型结晶形态；二、实验概述：手工电弧焊的焊接过程如图2-1所示。
当电弧在焊条与焊件之间引燃后，电弧热使焊件（与电弧接触部分）及焊条末端融化，熔化的焊件和焊条（以熔滴形式下落）形成共同的金属熔池。
焊条外面的药皮受热熔化并发生分解反应，产生液态熔渣和大量气体。
液态熔渣包围着熔滴，当其进入金属熔池后，因其比重小而浮在熔池表面。
所产生的气体则包围在电弧和熔池周围。
图2-1手工电弧焊过程示意图1、焊条芯2、焊条药皮3、液态熔渣4、固态渣壳5、气体6、金属熔滴7、熔池8、焊缝9、工件焊条因不断熔化下滴而应连续向下送进，以保持一定的电弧长度。
同时，焊条还应沿焊接方向前进。
当电弧离开熔池后，被熔渣覆盖的熔化金属就缓慢冷却凝固成焊缝金属，液态熔渣也凝固成固态熔壳。
在电弧移达的下方，又形成新的熔池及其上的液态熔渣，以后又凝固成新的焊缝金属和渣壳。
上述过程继续进行下去，只至整个焊缝被焊完为止。
从而形成一条连续的焊缝金属。
在焊接过程中，由于焊接接头各部分经受了不同的热循环，因而所得组织各异。
组织的不同，导致机械性能的变化。
对焊接接头进行金相组织分析，是对接头机械性能鉴定的不可缺少的环节。
焊接接头的金相分析包括宏观和显微分析两个方面。
宏观分析的主要内容为：观察与分析焊缝成型、焊缝金属结晶方向和宏观缺陷等。
显微分析的主要内容为：借助于放大100倍以上的光学金相显微镜或电子显微镜进行观察，分析焊缝的结晶形态，焊接热影响区金属的组织变化，焊接接头的微观缺陷等。
焊接接头由焊缝金属和焊接热影响区金属组成。
焊缝金属的结晶形态与焊接热影响区的组织变化不仅与焊接热循环有关，而且与所用的焊接材料和被焊材料有密切关系。
（一）焊缝凝固时的结晶形态熔化焊是通过加热使被焊金属的联接处达到熔化状态，焊缝金属凝固后实现金属的焊接。
金相实验室指导书金相实验是通过眼睛及放大镜观察、检查金属材料的低倍组织和宏观缺陷，应用光学显微镜观察、检查金属材料的显微组织，进行金属材料研究和工业检验的一门实验。
金相实验的目的：是通过观察、检查金属的组织和存在缺陷方法，获得各种必要的信息和数据，用以进行金属材料的评价，探讨和改进生产工艺状况，以及为适应工业发展的需要研制新材料。
金相实验是一项密切联系专业理论和实践很强的实验。
因此，金相实验不仅要较好地掌握有关理论知识，还必须熟练掌握金相实验的操作技能。
金相实验的中心内容包括两大部分。
第一部分是金相实验室操作，包括整套制备金相试样、光学金相显微镜和显微硬度计的使用以及金相摄影和暗室操作。
第二部分是金相组织检验，包括金属基本组织的识别分析、金相检验标准的正确运用以及金相组织的研究。
一、金相实验的方法及步骤1．金相实验的方法按观察被实验物时采用的放大倍率不同，金相实验的方法可分为宏观金相实验（又称宏观分析、低倍实验）和金相显微镜实验（又称显微分析）两种。
（1）宏观金相实验是通过眼睛或放大镜（放大20倍以下）对被实验物进行特定观察分析的方法。
其实验项目有肉眼观察、热酸蚀或冷酸蚀、硫印和磷印等实验。
被实验的内容有金属断口形貌、机件破损外貌、金属偏析（组织偏析和成分偏析）、枝晶、金属流线、硫或磷夹杂物、有色金属晶粒的粗细和冶金缺陷（如缩孔、气泡、夹渣、翻皮、冷隔疏松、白点、裂纹等）。
（2）金相显微镜实验是通过光学金相显微镜在10~2000倍的放大倍率下，对被实验物进行观察分析的方法。
实验内容主要是显微组织、各种非金属夹杂物、各类冶金缺陷、裂纹以及它们之间的相互关系等。
金相显微镜实验是一种比宏观实验更细致、更深入和更能揭示本质的实验方法，也是金相实验的主要方法和内容。
金相实验将重点学习金相显微镜实验。
2．金相实验的步骤实验步骤遵循如下顺序：实验目的要求→被实验物情况的调查研究→截取金相实验试样和试样的制备→显微镜观察分析→得出实验结果。
金相操作作业指导书第一部分：引言金相操作是材料学中的重要实验技术，用于研究金属和合金材料的组织、成分和性能。
本指导书旨在向操作人员提供关于金相操作的详细指导，以确保实验过程的准确性和可重复性。
第二部分：实验前的准备工作1. 确定实验目的和要求：在进行金相操作之前，需要明确实验的目的和要求。
根据不同的实验目的，选择适当的试样和实验方法。
2. 安全措施：在进行实验前，要确保操作人员了解实验过程中的危险因素，并采取正确的安全措施，如佩戴防护眼镜、手套和实验服。
3. 实验设备和试剂：准备好所需的实验设备和试剂，确保实验过程中的顺利进行。
第三部分：实验操作步骤1. 试样的制备：根据实验要求，选择合适的试样，并进行切割、打磨和抛光等预处理工作，以提高试样的平整度和光洁度。
2. 试样的腐蚀：根据实验要求，在试样表面涂覆适当的腐蚀剂，使试样表面形成一层腐蚀层，以便于观察试样的显微组织。
3. 试样的清洗：将腐蚀后的试样用洗涤剂和去离子水进行清洗，确保试样表面没有杂质残留。
4. 试样的脱脂：将清洗后的试样放入热脱脂剂中，去除试样表面的油脂和有机物。
5. 试样的热处理：根据实验要求，将试样进行适当的热处理，以改变试样的组织和性能。
6. 试样的封装：将热处理后的试样封装在热塑性树脂中，使试样表面平整，并保护试样不受氧化和污染。
7. 试样的打磨和抛光：将封装后的试样进行打磨和抛光，以提高试样表面的光洁度和平整度。
8. 试样的腐蚀显微镜观察：将抛光后的试样放在腐蚀显微镜下观察，并根据试样的显微组织和结构特征进行分析。
第四部分：实验数据记录和分析。
机械工程材料实验指导书西安交通大学材料科学与工程学院《机械工程材料》课程组顾美转编目录金相显微分析基础知识（一）光学金相显微镜的一些基础知识概述 2—12（二）金相样品的制备方法概述 13—19实验一金相显微镜的使用与金相样品的制备 20—28实验二碳钢和铸铁的平衡组织和非平衡组织的观察与分析 29—392004．1金相显微分析基础知识金相分析在材料研究领域占有十分重要的地位,是研究材料内部组织的主要手段之一。
金相显微分析法就是利用金相显微镜来观察为之分析而专门制备的金相样品，通过放大几十倍到上千倍来研究材料组织的方法。
现代金相显微分析的主要仪器为：光学显微镜和电子显微镜两大类。
这里仅介绍常用的光学金相显微镜及金相样品制备的一些基础知识．（一）光学金相显微镜的一些基础知识概述一．金相显微镜的构造金相显微镜的种类和型式很多，最常见的有台式、立式和卧式三大类。
金相显微镜的构造通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的显微镜还附带有多种功能及摄影装置。
目前，已把显微镜与计算机及相关的分析系统相连，能更方便、更快捷地进行金相分析研究工作。
1．光学系统：其主要构件是物镜和目镜，它们主要起放大作用。
并获得清晰的图象。
物镜的优劣直接影响成象的质量。
而目镜是将物镜放大的象再次放大。
2．照明系统：主要包括光源和照明器以及其它主要附件（1）光源的种类：包括白炽灯（钨丝灯）、卤钨灯、碳弧灯、氙灯和水银灯等。
常用的是白炽灯和氙灯，一般白炽灯适应于作为中、小型显微镜上的光源使用，电压为6—12伏，功率15—30瓦。
而氙灯通过瞬间脉冲高压点燃，一般正常工作电压为18伏，功率为150瓦，适用于特殊功能的观察和摄影之用。
一般大型金相显微镜常同时配有两种照明光源，以适应普通观察和特殊情况的观察与摄影之用。
（2）光源的照明方式：主要有临界照明和科勒照明。
散光照明和平行光照明适应于特殊情况使用。
1）临界照明：光源的象聚焦在样品表面上，虽然可得到很高的亮度，但对光源本身亮度的均匀性要求很高。
目前很少使用。
2）科勒照明：特点是光源的一次象聚焦在孔径光栏上，视场光栏和光源一次象同时聚焦在样品表面上，提供了一个很均匀的照明场，目前广泛使用。
3）散光照明：特点是照明效率低，只适应投射型钨丝灯照明。
4）平行光：照明的效果较差，主要用于暗场照明，适应于各类光源。
（3）光路形式按光路设计的形式，显微镜有直立式和倒立式两种，凡样品磨面向上，物镜向下的为直立式，而样品磨面向下，物镜向上的为倒立式。
（4）孔径光栏和视场光栏孔径光栏位于光源附近，用于调节入射光束的粗细，以改变图象的质量。
缩小孔径光栏可减少球差和轴外象差，加大衬度，使图象清晰，但会使物镜的分辨率降低。
视场光栏位于另一个支架上，调节视场光栏的大小可改变视域的大小，视场光栏愈小，图象衬度愈佳，观察时调至与目镜视域同样大小。
（5）滤色片用于吸收白光中不需要的部分，只让一定波长的光线通过，获得优良的图象。
一般有黄色、绿色和蓝色等。
3．机械系统主要包括载物台，镜筒、调节螺丝和底座。
（1）载物台：用于放置金相样品。
（2）镜筒：用于联结物镜、目镜等部件。
（3）调节螺丝：有粗调和细调螺丝，用于图象的聚焦调节。
（4）底座：起支承镜体的作用。
二．光学显微镜的放大成像原理及参数１．金相显微镜的成像原理,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，见图1，显微镜的放大光学原理图。
物体AB置于物镜前，离其焦点略远处，物体的反射光线穿过物镜折射后，得到了一个放大的实象A1B1，若此象处于目镜的焦距之内，通过目镜观察到的图象是目镜放大了的虚象A2B2。
图1 显微镜放大光学原理AB—物体 A1B1—物镜放大图象A2B2—目镜放大图象F1—物镜的焦距。
F2—目镜的焦距L—为光学镜筒长度（即物镜后焦点与目镜前焦点之间的距离）D—明视距离（人眼的正常明视距离为250mm）２．显微镜的放大倍数物镜的放大倍数M物=A1B1/AB≈L╱F1目镜的放大倍数=A2B2/A1B1≈D╱F2两式相乘：M物×M目=A1B1/AB×A2B2/A1B1=A2B2/AB=L╱F1×D╱F2=L×250╱F1×F2=M总式中：L—为光学镜筒长度（即物镜后焦点到目镜前焦点的距离）F1—物镜的焦距。
F2—目镜的焦距D—明视距离（人眼的正常明视距离为250mm）即显微镜总的放大倍数等于物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。
一般金相显微镜的放大倍数最高可达1600到2000倍。
由此可看出：因为L光学镜筒长度为定值，可见物镜的放大倍数越大，其焦距越短。
在显微镜设计时，目镜的焦点位置与物镜放大所成的实象位置接近，并使目镜所成的最终倒立虚象在距眼睛250毫米处成象，这样使所成的图象看得很清楚。
显微镜的主要放大倍数一般通过物镜来保证，物镜的最高放大倍数可达100倍，目镜的最高放大倍数可达25倍。
放大倍数分别标注在物镜和目镜各自的镜筒上。
在用金相显微镜观察组织时，应根据组织的粗细情况，选择适当的放大倍数，以使组织细节部分能观察清楚为准，不要只追求过高的放大倍数，因为放大倍数与透镜的焦距有关，放大倍数越大，焦距越小，会带来许多缺陷。
3．透镜象差：透镜象差就是透镜在成象过程中，由于本身几何光学条件的限制，图象会产生变形及模糊不清的现象。
透镜象差有多种，其中对图象影响最大的是球面象差、色象差和象域弯曲三种。
显微镜成象系统的主要部件为物镜和目镜，它们都是由多片透镜按设计要求组合而成，而物镜的质量优劣对显微镜的成象质量有很大影响。
虽然在显微镜的物镜、目镜及光路系统等设计制造过程中，已将象差减少到很小的范围，但依然存在。
（1）球面象差：1）产生原因：球面象差是由于透镜的表面呈球曲形，来自一点的单色光线，通过透镜折射以后，中心和边缘的光线不能交于一点，靠近中心部分的光线折射角度小，在离透镜较远的位置聚焦，而靠近边缘处的光线偏折角度大，在离透镜较近的位置聚焦。
所以形成了沿光轴分布的一系列的象，使图象模糊不清。
这种象差称球面象差，见图2所示。
2）校正方法：a 采用多片透镜组成透镜组，即将凸透镜与凹透镜组合形成复合透镜，产生性质相反的球面象差来减少。
b 通过加光栏的办法，缩小透镜的成象范围。
因球面象差与光通过透镜的面积大小有关。
在金相显微镜中，球面象差可通过改变孔径光栏的大小来减小。
孔径光栏越大，通过透镜边缘的光线越多，球面象差越严重。
而缩小光栏，限制边缘光线的射入，可减少球面象差。
但光栏太小，显微镜的分辨能力降低，也使图象模糊。
因此，应将孔径光栏调节到合适的大小。
（2）色象差：1）产生原因：色象差的产生是由于白光是由多种不同波长的单色光组成，当白光通过透镜时，波长愈短的光，其折射率愈大，其焦点愈近。
而波长越长，折射率越小，其焦点愈远，这样一来使不同波长的光线，形成的象不能在同一点聚焦，使图象模糊所引起的象差，即色象差。
见图3所示。
2）校正方法：可采用单色光源或加滤色片或使用复合透镜组来减少。
（3）象域弯曲：1）产生原因：垂直于光轴的平面，通过透镜所形成的象，不是平面而是凹形的弯曲象面。
称象域弯曲。
见图4所示。
2）校正办法：象域弯曲的产生，是由于各种象差综合作用的结果。
一般的物镜或多或少地存在着象域弯曲，只有校正极佳的物镜才能达到趋于平坦的象域。
4），表示物镜的聚光能力。
数值孔径大的物镜，聚光能力强，即能吸收更多的光线，使图象更加明显，物镜的数值孔径NA 可用公式表示为：NA=n ·sin φ其中：n —是物镜与样品间介质的折射率φ—通过物镜边缘的光线与物镜轴线所成角度，即孔径半角。
可见，数值孔径的大小，与物镜与样品间介质n 的大小有关，以及孔径角的大小有关。
见图5所示。
当物镜与物体之间的介质为空气时，光线在空气中的折射率为n=1，若物镜的孔径半角为30º，则数值孔径为：NA=n sinφ=1×sin30º=0.5若物镜与物体之间的介质为松柏油时，介质的折射率n=1.52,则其数值孔径为：NA=n sinφ=1.52×sin30º=0.76物镜在设计和使用中,指定以空气为介质的称干系物镜或干物镜，以油为介质的称为油浸系物镜或油物镜。
干物镜的n=1，sinφ值总小于1，故数值孔径NA小于1，油物镜因n=1.5以上，故数值孔径NA大于1。
物镜的数值孔径的大小，标志着物镜分辨率的高低，即决定了显微镜分辨率的高低。
5．显微镜的鉴别能力（分辨率）显微镜的鉴别能力是指显微镜对样品上最细微部分能够清晰分辨而获得图象的能力。
它主要取决于物镜的数值孔径NA之值大小，是显微镜的一个重要特性。
通常用可辨别的样品上的两点间的最小距离d来表示，d值越小，表示显微镜的鉴别能力越高。
见图6所示。
显微镜的鉴别能力可用下式表示：d=λ／2NA其中：λ—入射光的波长，NA—表示物镜的数值孔径。
可见分辨率与入射光的波长成正比，λ越短，分辨率越高。
与数值孔径成反比，数值孔径NA越大，d值越小，表明显微镜的鉴别能力越高。
6．有效放大倍数用显微镜能否看清组织细节，不但与物镜的分辨率有关，且与人眼的实际分辨率有关。
若物镜分辨率很高，形成清晰的实象，而配用的目镜倍数过低，也使观察者难于看清，称放大不足。
但若选用的目镜倍数过高，即总放大倍数越大，看得并非越清晰。
实践表明，超出一定的范围，放得越大越模糊，称虚伪放大。
显微镜的有效放大倍数取决于物镜的数值孔径。
有效放大倍数是指物镜分辨清晰的d距离，同样也被人眼分辨清晰所必须的放大倍数，用Mg 表示：Mg=d1／d=2 d1 NA／λ其中d1—人眼的分辨率，d—物镜的分辨率在明视距离250mm处正常人眼的分辨率为0.15—0.30mm若取绿光λ=5500×10-7mm则Mg（min）=2×0.15×NA／5500×10-7≈550NAMg（max）=2×0.30×NA／5500×10-7≈1000NA这说明在550NA—1000NA范围内的放大倍数均称有效放大倍数。
但随着光学零件的设计完善与照明方式的不断改进，以上范围并非严格限制。
有效放大倍数的范围，对物镜和目镜的正确选择十分重要。
例如物镜的放大倍数是25，数值孔径为NA=0.4，即有效放大倍数应为200—400倍范围内，应选用8或16倍的目镜才合适。
三．物镜与目镜的种类及标志1．物镜的种类物镜是成象的重要部分，而物镜的优劣取决于其本身象差的校正程度，所以物镜通常是按照象差的校正程度来分类，一般分为消色差及平面消色差物镜、复消色差及平面复消色差物镜、半复消色差物镜、消象散物镜等。
