1.1.1、金相顯微鏡試驗的概述
金相顯微鏡分析是研究金屬及其合金內部組織及缺陷的主要方法之一，它在金屬材料研究領域中占有很重要的地位。利用金相顯微鏡在專門制備的試樣上放大100～1500倍來研究金屬及合金組織的方法稱為金相顯微分析法，它是研究金屬材料微觀結構最基本的一種實驗技術。顯微分析可以研究金屬及合金的組織與其化學成分的關系；可以確定各類合金材料經過不同的加工及熱處理后的顯微組織；可以判別金屬材料的質量優劣，如各種非金屬夾雜物－－氧化物、硫化物等在組織中的數量及分布情況以及金屬晶粒度的大小等。
在現代金相顯微分析中，使用的主要儀器有光學顯微鏡和電子顯微鏡兩大類。這里僅對常用的光學金相顯微鏡作一般介紹。
實驗目的：了解普通金相顯微鏡的構造和使用方法；學習利用金相顯微鏡進行顯微組織分析。
1.1.2、金相顯微鏡的結構和操作
金相顯微鏡的種類和型號很多，最常見的是臺式、立式和臥式三大類。金相顯微鏡通常由光學系統、照明系統和機械系統三大部分組成，有的顯微鏡還附有攝影裝置。現在以4X金相顯微鏡為例加以說明,4XI金相顯微鏡的實物圖如圖3-1。
3-1 4XI金相顯微鏡實圖                動畫3-1 4XI金相顯微鏡光學系統示例圖
4X金相顯微鏡的光學系統如動畫3-1所示，由燈泡1發出的光線經過聚光透鏡組2以及反射鏡8聚焦到孔徑光欄9，再經過聚光鏡3聚焦到物鏡的后焦面，最后通過物鏡平行照射到試樣7的表面。從試樣反射回來的光線復進過物鏡組6和輔助透鏡5，由半反射鏡4轉向，經過輔助透鏡以及棱鏡造成一個被觀察物體的倒立的放大的實像，該象再經過目鏡15的放大，就成為目鏡視場中能看到的放大的映像。
4X金相顯微鏡的各個部分的功能和其使用簡介：
照明系統：在底座內有一個低壓（6～8V，15V）的燈泡作為光源，由變壓器降壓供電，靠調節次級電壓（6～8V）來改變燈光的亮度。聚光燈、孔徑光欄以及反光鏡等裝置均安裝在圓形底座上，視場光欄以及另一個聚光鏡則安裝在支架上，它們構成了顯微鏡的照明系統，使試樣表面獲得充分、均勻的照明。
顯微鏡調焦裝置：在顯微鏡的兩側有粗動和微動調焦手輪，兩者在同一部位。隨粗調手輪6的轉動，支撐載物臺的彎臂作上下運動。在粗調手輪的一側有制動裝置，用以固定調焦正確后載物臺的位置。微調手輪5使顯微鏡本題沿著劃軌緩慢移動。在右側手輪上刻有分度格，每一格表示物鏡座上下微動0.002毫米。與刻度盤同側的齒輪箱上刻有兩條白線，用以指示微動升降范圍，當旋到極限位置時，微動手輪就會自動被限制，此時，不能再繼續旋轉而應該倒轉來使用。
載物臺：用來放置金相試樣，載物臺和下面托盤之間有導軌，用手推動可使載物臺在水平面上作一定范圍的十字定向移動，以改變試樣的觀察部位。
孔徑光欄和視場光欄：孔徑光欄裝在照明反射鏡座上面，調整孔徑光欄能夠控制入射光束的粗細，以保證物像達到清晰的程度。視場光欄設在物鏡支架下面，其作用是控制視場范圍，使目鏡中視場明亮而無陰影。在刻有直紋的套圈上還有兩個調節螺釘，用來調整光欄中心。
物鏡轉換器：轉換器呈球面形，上有三個螺釘，可以安裝不同放大倍數的物鏡，旋轉轉換器可以使各個物鏡鏡頭進入光路，與不同的目鏡搭配使用，可以獲得各種放大倍數。
目鏡筒：目鏡筒呈45度傾斜安裝在附有棱鏡的半球形座上，還可以將目鏡轉向90度呈水平狀以配合照相裝置進行金相攝影。
金相顯微鏡是一種精密的光學儀器，使用時要求細心謹慎。在使用顯微鏡工作之前首先要熟悉其構造特征以及各個主要部件的相互位置和作用，然后按照顯微的使用規程進行操作。
金相顯微鏡的使用規程：
1）首先將顯微鏡的光源插頭插到變壓器上，通過低壓（6～8V）變壓器接通電源。
2）根據放大倍數選用所需的物鏡和目鏡，分別安裝在物鏡座上及目鏡筒內，并將轉換器轉至固定位置。
3）將試樣放在試樣臺中心，將觀察面朝下并用彈簧片壓住。
4）轉動粗調手輪先將載物臺下降，同時用眼睛觀察，使物鏡盡可能的接近試樣表面（但是不要相碰），然后相反方向轉動粗調手輪，使載物臺漸漸上升以調節焦距，當視場亮度增強時，再改用微調手輪調節，直到物像變清晰。