实验一 金相显微镜的使用及金相试样的制备

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。

焊接技术及自动化专业实验指导书材料成型及控制教研室主编《CBE模式下焊接技术及自动化专业学生实践能力培养体系的改革研究》课题组参编目录一、《金属学及热处理》实验指导书1．实验一金相显微镜的使用及金相试样的制备 (1)2．实验二铁碳合金平衡组织的显微分析 (7)3．实验三碳钢的热处理 (9)二、《焊接冶金与金属焊接性》实验指导书1．实验一焊缝金属中扩散氢的测定 (13)2．实验二斜Y型坡口焊缝裂纹实验 (17)3．实验三插销实验 (19)三、《焊接结构》实验指导书1．实验一不同焊接参数下平板变形量测量与分析 (23)2．实验二不同焊接方法下平板变形量测量与分析 (25)3．实验三不同焊接位置下平板变形量的分析 (26)4．实验四焊接变形的矫正 (27)四、《焊接方法与设备》实验指导书1．实验一不同的酸碱度焊条的焊接工艺性 (29)2．实验二埋弧自动焊焊接 (32)保护焊焊接参数对焊缝成形的影响 (36)3．实验三 CO24．实验四钨极氩弧焊焊接方法 (41)5．实验五焊条电弧焊实训项目 (43)五、《弧焊电源》实验指导书1．实验一弧焊电源外特性和调节性能的测定 (45)2．实验二弧焊电源的结构认识与观察 (48)3．实验三弧焊整流器的结构认识与观察 (50)六、《Pro/E造型及模具设计》实验指导书1．实验一基于Pro/E Wirdfire设计软件初步练习 (52)2．实验二 Pro/E截面草绘功能练习 (53)3．实验三 Pro/E基本成型特征功能练习 (57)4．实验四 Pro/E基准特征建模功能练习 (61)5．实验五 Pro/E零件建模工程特征功能练习 (63)6．实验六 Pro/E实体特征编辑功能练习 (65)7．实验七 Pro/E曲面造型功能练习 (68)8．实验八 Pro/E装配图功能练习 (71)9．实验九 Pro/E工程图功能练习 (73)10．实验十基于Pro/E塑料模具设计综合练习 (76)七、《快速成型技术及应用》实验指导书1．实验一激光快速成形原理及成型系统观摩 (80)2．实验二三维实体的STL格式转化及切片 (81)八、《金属结构腐蚀与防护》实验指导书1．实验一金属耐腐蚀性能的评定 (83)九、《压力焊》实验指导书1．实验一点焊工艺及设备 (85)十、《先进连接技术》实验指导书1．实验一先进连接技术原理及设备观摩 (89)十一、《焊接检验》实验指导书1．实验一超声波仪器性能的测定 (92)2．实验二磁粉探伤 (95)3．实验三着色法无损探伤 (97)十二、《焊接工装及变位机械》实验指导书1．实验一常用焊接工装操作 (99)《金属学及热处理》实验指导书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. 了解普通金相显微镜的构造与使用方法。

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。

实验金相试样制备与金相显微镜的结构和使用实验目的金相显微镜的原理金相试样的制备实验设备及材料实验内容及步骤实验报告要求思考题一：实验目的(1)了解金相显微镜的结构及原理(2)熟悉金相显微镜的使用与维护方法(3)了解浸蚀的基本原理，并熟悉其基本操作(4)掌握金相试样制备的基本操作方法二：金相显微镜的原理、构造及使用(1)金相显微镜的基本原理显微镜的放大倍数。

显微镜的放大倍数等于物镜和目镜单独放大倍数的乘积，即物镜放大倍数为M物，目镜放大倍数为M目，显微镜放大倍数为M=M物*M目。

物镜和目镜的放大倍数刻在嵌套圈上，例如10X、20X、45X分别表示放大10倍、20倍、45倍。

显微镜的鉴别率。

显微镜的鉴别率是指它能清晰地分辨试样上两点间最小距离d的能力，d值越小，鉴别率越高。

鉴别率是显微镜的一个重要的性能，它决定于物镜数值孔径A和所用的光线波长λ，可用下式表示：d=λ/(2A) 式中：λ表示入射光线的波长；A表示物镜的数值孔径。

λ越小，A越大，则d越小。

物镜数值孔径。

物镜数值孔径表示物镜的聚光能力，其大小为A=n*sinα 式中：n表示物镜与试样之间介质的折射率；α表示物镜孔径角的一半。

N越大或α角越大，A越大。

(2)显微镜的构造照明系统：在底座内有一个低压（6～8V，15V）的灯泡作为光源，由变压器降压供电，靠调节次级电压（6～8V）来改变灯光的亮度。

聚光灯、孔径光栏以及反光镜等装置均安装在圆形底座上，视场光栏以及另一个聚光镜则安装在支架上，它们构成了显微镜的照明系统，使试样表面获得充分、均匀的照明。

显微镜调焦装置：在显微镜的两侧有粗动和微动调焦手轮，两者在同一部位。

随粗调手轮6的转动，支撑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使显微镜本题沿着划轨缓慢移动。

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两条白线，用以指示微动升降范围，当旋到极限位置时，微动手轮就会自动被限制，此时，不能再继续旋转而应该倒转来使用。

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。

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。

在取样过程中应注意防止试样受热组织发生变化。

取得试样后,应将试样表面制成平面,同时边缘要倒成圆角(如分析化学热处理表面组织时则不能倒角)。

实验 金相显微镜的构造和使用及金相试样的制备一、实验目的1、了解光学金相显微镜的构造、原理，学会其正确使用；2、掌握光学金相试样的制备方法及技术要点；3、识别制样过程中常见的缺陷。

二、概述（一）光学金相显微镜光学金相显微镜是研究金相试样观察面显微组织的光学仪器。

利用它可将观察面上肉眼看不到的组织及缺陷放大到100倍以上来进行观察。

1863年索拜（Sorby ）第一个将它用于材料研究之中，100多年来，光学金相显微镜在光源和照明方式上已有许多改进。

今天，一台功能完整的光学金相显微镜不仅可进行明场、暗场、偏振光、相衬及干涉相衬观察，还可进行显微硬度测定与显微摄影等。

1、光学金相显微镜的成象原理 光学金相显微镜的成象是依靠两组透镜组合放大而实现的。

与试样接触的第一组透镜称为物镜，与人眼接触的第二组透镜称为目镜。

如图6-1所示，被观察的显微组织WS 置于物镜前焦点F 1外，在物镜后形成一个倒立、放大的实象W 1S 1，且W 1S 1按设计要求正好落在目镜焦点F 2以内，于是人眼可在250mm 明视距离处，看到一个经目镜再次放大的虚象W 2S 2。

因此，显微镜的总放大倍数M 应为物镜放大倍数M 物与目镜放大倍数M 目 与目镜放大倍数M 目的乘积，即目物M M M (1-1)2、光学金相显微镜的结构常见的光学金相显微镜按类型 图1-2 金相显微镜放大原理图 可分为台式、立式及卧室三大类， 如图1-2（a ）（b ）（c ）所示。

各类显微镜的结构大体相似，主要由三个系统组成，即光学系统、照明系统和机械系统。

（1）光学系统光学系统中的主要构件是物镜和目镜（图1-3和图1-4），其作用是将观察面上的显微组织放大呈清晰的图象。

物镜质量的优劣，常用以下特征指标来衡量。

①数值孔径数值孔径（常以NA表示）反映了物镜的聚光能力。

数值孔径大的物镜，聚光能力强，从试样上反射进入物镜的光线就多，因此，组织细节能鉴别得更清楚。

数值孔径与物镜的孔径半角α[图6-5（a）]及物镜与试样间介质折射率n有以下(a)国产XJ-10A型台式金相显微镜；(b)国产XJL-02型立式金相显微镜（c）东德产NEOPHOT21型卧式金相显微镜图6-2 不同类（c）东德产NEOPHOT21型卧式金相显微镜图1-2 不同类型的金相显微镜图1-3 物镜示意图 图1-4 目镜关系：αs i nn NA = （1-2） 式（1-2）表明，当增大α及n 时，数值孔径可提高。

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。

金相显微样品的制备及金相显微镜的使用实验一、实验目的1. 掌握金相样品的制备过程和基本方法；2. 了解金相显微镜的基本原理、构造，掌握显微镜的正确使用。

二、实验原理利用金相显微镜观察金相试样的组织或缺陷的方法称为金相显微分析。

它是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术，在金属材料研究领域中占有很重要的地位。

在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜。

这里仅对常用的光学金相显微镜作一般介绍。

（一）显微镜的基本原理、构造及使用1. 显微镜的基本原理最简单的显微镜可以仅由两个透镜组成。

图1-1为相显微镜成像的光学原理示意图。

图中AB 为被观察的物体，对着被观察物体的透镜O1叫物镜；对着人眼的透镜O2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"。

其位置正好在人眼的明视距离（约250mm ）处。

在显微镜中所观察的就是这个虚像A"B"。

(1) 显微镜的放大倍数放大倍数由下式确定：目物目物f D f L M M M ⋅=⨯= 式中：M —显微镜总放大倍数；图1.1 成像光学原理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 ）。

由上式可知：f 物 、f 目越短或L 越长，则显微镜的放大倍数越大。

(2) 物镜的鉴别率物镜的鉴别率是指物镜能清晰分辨试样两点间最小距离的能力。

物镜鉴别率的数学公式为：A d 2λ=式中：d —物镜的鉴别率；λ—入射光源的波长；A —物镜的数值孔径，它表示物镜的聚光能力。

由公式可知，波长λ越短，数值孔径A 越大，则鉴别能力就越高（d 越小），在显微镜中就能看到更细微的部分。

数值孔径A 可由下列公式求出：φηsin =A式中：η—物镜与物体之间介质的折射率；φ—物镜孔径角的一半，即通过物镜边缘的光线与物镜轴线所成的角度。

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。

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。

三、金相试样的制备实验一金相试样的制备及金相显微镜的使用一、实验目的1．了解金相显微镜的根本原理和构造，并学会其使用；2．掌握金相试样的制备方法。

二、实验仪器和用品1．XJP－100型与XJP－200型金相显微镜；2．供观察显微组织的工业纯铁金相试样；3．供制备金相试样用的碳钢试块〔45号钢〕；4．P—I型抛光机及抛光液或化学抛光剂；5．3％硝酸酒精；6．金相砂纸及玻璃板。

三、实验内容(一) 金相显微镜试样的制备进展金相显微镜分析时,必须将用显微镜观察的金属材料制成专门的金相试样。

其制作过程包括：取样——镶样——磨光——抛光——浸蚀——枯燥等工序，分述如下：1．取样显微试样的选取应根据被检验材料或零件的特点、加工的工艺及研究的目的，选取具有代表性的部位。

如研究铸件组织时，由于铸件中往往存在偏析现象，故应从铸件外表到中心同时取样进展观察；对于锻件或轧材，那么应同时在横向及纵向上取样，以便于分析非金属夹杂物的分布及表层缺陷；对于失效零件分析其损坏原因时，那么除在损坏部位取样外，尚须在非损坏部位取样，以便作比照分析。

截取试样可用锯、砂轮片切割或锤击打下等方法。

试样的尺寸通常采用高为12－15mm，直径为12－15mm的圆柱体或边长为12－15mm的正方体。

截取下来的试样应该用锉刀锉平面或在砂轮机上磨平，但磨平外表时应注意即时用水冷却，以免金属过度发热而使内部组织发生变化。

2．镶样过于细小或形状特殊的试样，须将其镶嵌在塑料、电木粉或低熔点合金中，或用专用夹具夹持，以便在磨光和抛光时易于握持。

3．磨光磨光分为粗磨和细磨两步。

〔1〕粗磨粗磨的目的是为了将试样修整成平整、适宜的形状。

钢铁材料通常在砂轮上进展，磨时须随时用水冷却，以免试样由于温升过高而引起组织变化。

不作外表层金相检验的试样，应将磨面边缘倒出圆角，以免抛光时撕裂抛光布。

(2)细磨细磨的目的是为了消除粗磨时留下的较深的磨痕，为抛光作准备。

细磨可由手工磨或机械磨。

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;。

一金相显微镜的使用及金相试样的制备电子教案一、一金相相显微镜的使用一金相相显微镜是广泛应用于金相材料分析领域的仪器，通过光学原理和金属样品的组织特点，可以对金属结构进行观察和分析。

下面是一金相相显微镜的使用步骤：1.打开相显微镜电源，并选择合适的目镜倍数和物镜倍数。

2.放置待观察的金相试样，调整样品台使其水平，并用固定夹固定样品。

3.使用显微镜台上的光源，照亮试样。

可以调节光源亮度和角度来获得清晰的观察结果。

4.使用目镜调焦轮，首先调整样品与镜头的距离，再通过调焦轮来调整样品的焦距，直到观察到清晰的试样图像。

5.在试样图像上移动样品台，观察不同区域的金属组织，并根据需要调整目标镜头倍数，以放大或缩小图像。

6.使用相显微镜的切片功能，可以对金属试样进行切片，以获得更详细的金属组织信息。

7.对于需要测量样品上的特定结构尺寸的情况，可以使用相显微镜的目镜刻度尺和物镜刻度尺进行测量。

8.使用后关闭相显微镜电源，并进行清洁和保养。

二、金相试样的制备金相试样的制备是金相分析的重要步骤，目的是将金属样品切割、打磨和腐蚀，以便观察和分析样品的金属组织及相关性质。

下面是金相试样的制备步骤：1.选择适当的金属样品，并根据需要决定切割样品的尺寸。

2.使用金相切割机或其他切割工具将金属样品切割成需要的形状和尺寸。

3.使用金相切割机或磨床对切割后的样品进行粗磨，以去除表面氧化层和粗糙度。

4.使用金相打磨机或手动打磨工具对样品进行细磨，直到样品表面光滑。

5.清洗样品，使用丙酮、乙醇或超声波清洗去除打磨过程中遗留的污垢和油脂。

6.使用显微刻蚀技术，通过在样品表面涂覆蚀刻剂来凸显金属样品的金属组织。

7.将蚀刻后的样品再次进行清洗，以去除蚀刻剂和切割过程中残余的污垢。

8.使用显微铣床对样品进行修整，以去除蚀刻后的尖锐边缘和不规则形状。

9.在金相显微镜下观察制备好的金相试样，通过调节显微镜的参数和放大倍数来观察样品的金属组织。

以上就是一金相相显微镜的使用及金相试样的制备的相关教案。