金相顯微鏡是對(duì)金屬材料的金相組織進(jìn)行分析的重要光學(xué)儀器,。金相學(xué)主要指借助光學(xué)（金相）顯微鏡和體視顯微鏡等對(duì)材料顯微組織、低倍組織和斷口組織等進(jìn)行分析研究和表征的材料學(xué)科分支,，既包含材料顯微組織的成像及其定性、定量表征,，亦包含必要的樣品制備,、準(zhǔn)備和取樣方法。其主要反映和表征構(gòu)成材料的相和組織組成物,、晶粒（亦包括可能存在的亞晶）,、非金屬夾雜物乃至某些晶體缺陷（例如位錯(cuò)）的數(shù)量,、形貌、大小,、分布,、取向、空間排布狀態(tài)等,。

　　金相試樣制備過(guò)程一般包括：取樣,、粗磨,、細(xì)磨,、拋光和浸蝕五個(gè)步驟,。

　　1）取樣

　　從需要檢測(cè)的金屬材料和零件上截取試樣稱為“取樣"。取樣的部位和磨面的選擇必須根據(jù)分析要求而定,。截取方法有多種,，對(duì)于軟材料可以用鋸,、車、刨等方法,；對(duì)于硬材料可以用砂輪切片機(jī)或線切割機(jī)等切割的方法,，對(duì)于硬而脆的材料可以用錘擊的方法。無(wú)論用哪種方法都應(yīng)注意,，盡量避免和減輕因塑性變形或受熱引起的組織失真現(xiàn)象。試樣的尺寸并無(wú)統(tǒng)一規(guī)定,，從便于握持和磨制角度考慮,，一般直徑或邊長(zhǎng)為15~20mm，高為12~18mm比較適宜,。對(duì)那些尺寸過(guò)小,、形狀不規(guī)則和需要保護(hù)邊緣的試樣,，可以采取鑲嵌或機(jī)械夾持的辦法。

　　金相試樣的鑲嵌,，是利用熱塑性塑料(如聚氯乙烯),，熱凝性塑料(如膠木粉)以及冷凝性塑料(如環(huán)氧樹脂+固化劑)作為填料進(jìn)行的。前兩種屬于熱鑲填料,，熱鑲必須在專用設(shè)備一鑲嵌機(jī)上進(jìn)行。第三種屬于冷鑲填料,。

　　2）粗磨

　　粗磨的目的主要有以下三點(diǎn)：

　　?修整有些試樣,，例如用錘擊法敲下來(lái)的試樣，形狀很不規(guī)則,，必須經(jīng)過(guò)粗磨,，修整為規(guī)則形狀的試樣,；

　　?磨平無(wú)論用什么方法取樣,，切口往往不十分平滑，為了將觀察面磨平,，同時(shí)去掉切割時(shí)產(chǎn)生的變形層,，必須進(jìn)行粗磨；

　　?倒角在不影響觀察目的的前提下,，需將試樣上的棱角磨掉，以免劃破砂紙和拋光織物,。

　　3）細(xì)磨

　　粗磨后的試樣,，磨面上仍有較粗較深的磨痕,，為了消除這些磨痕必須進(jìn)行細(xì)磨,。細(xì)磨,，可分為手工磨和機(jī)械磨兩種,，目前機(jī)械磨是主要的磨樣方式,。

　　目前普遍使用的機(jī)械磨設(shè)備是預(yù)磨機(jī),。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋪著水砂紙的圓盤轉(zhuǎn)動(dòng),，磨制時(shí),，將試樣沿盤的徑向來(lái)回移動(dòng)，用力要均勻,，邊磨邊用水沖,。水流既起到冷卻試樣的作用，又可以借助離心力將脫落砂粒,、磨屑等不斷地沖到轉(zhuǎn)盤邊緣,。機(jī)械磨的磨削速度比手工磨制快得多,，但平整度不夠好,，表面變形層也比較嚴(yán)重,。因此要求較高的或材質(zhì)較軟的試樣應(yīng)該采用手工磨制。

　　4）拋光

　　拋光的目的是去除細(xì)磨后遺留在磨面上的細(xì)微磨痕,，得到光亮無(wú)痕的鏡面,。拋光的方法有機(jī)械拋光、電解拋光和化學(xué)拋光三種,，其中常用的是機(jī)械拋光,。機(jī)械拋光在拋光機(jī)上進(jìn)行,，將拋光織物（粗拋常用帆布，精拋常用毛呢）用水浸濕,、鋪平,、繃緊并固定在拋光盤上。

　　啟動(dòng)開關(guān)使拋光盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),，將適量的拋光液(氧化鋁,、氧化鉻或氧化鐵拋光粉加水的懸浮液)滴灑在盤上即可進(jìn)行拋光，拋光時(shí)應(yīng)注意：

　　?試樣沿盤的徑向往返緩慢移動(dòng),，同時(shí)逆拋光盤轉(zhuǎn)向自轉(zhuǎn),，待拋光快結(jié)束時(shí)作短時(shí)定位輕拋。

　　?)在拋光過(guò)程中,，要經(jīng)常滴加適量的拋光液或清水，以保持拋光盤的濕度,，如發(fā)現(xiàn)拋光盤過(guò)臟或帶有粗大顆粒時(shí),，必須將其沖刷干凈后再繼續(xù)使用。

　　?拋光時(shí)間應(yīng)盡量縮短,，不可過(guò)長(zhǎng),，為滿足這一要求可分粗拋和精拋兩步進(jìn)行。

　?、軖佊猩饘?如銅,、鋁及其合金等)時(shí),，最好在拋光盤上涂少許肥皂或滴加適量的肥皂水。

　　5）浸蝕

　　拋光后的試樣在金相顯微鏡下觀察,，只能看到光亮的磨面,，如果有劃痕、水跡或材料中的非金屬夾雜物,、石墨以及裂紋等也可以看出來(lái),，但是要分析金相組織還必須進(jìn)行浸蝕,。

　　浸蝕的方法有多種,，常用的是化學(xué)浸蝕法，利用浸蝕劑對(duì)試樣的化學(xué)溶解和電化學(xué)浸蝕作用將組織顯露出來(lái),。

　　純金屬(或單相均勻固溶體)的浸蝕基本上為化學(xué)溶解過(guò)程,。位于晶界處的原子和晶粒內(nèi)部原子相比，自由能較高,，穩(wěn)定性較差，故易受浸蝕形成凹溝,。晶粒內(nèi)部被浸蝕程度較輕,，大體上仍保持原拋光平面,。在明場(chǎng)下觀察,，可以看到一個(gè)個(gè)晶粒被晶界隔開。如浸蝕較深,，還可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)晶粒明暗程度不同的現(xiàn)象,。這是因?yàn)槊總€(gè)晶粒原子排列的位向不同，浸蝕后,，以最密排面為主的外露面與原拋光面之間傾斜程度不同的緣故。

　　經(jīng)檢查后合格的試樣可以放在浸蝕劑中,，拋光面朝上,，不斷觀察表面顏色的變化。這是浸蝕法,。也可以用沾有浸蝕劑的棉花輕輕擦拭拋光面，觀察表面顏色的變化,。此為擦蝕法,。待試樣表面被浸蝕得略顯灰暗時(shí)即刻取出，用流動(dòng)水沖洗后在浸蝕面上滴些酒精,，再用濾紙吸去過(guò)多的水和酒精，迅速用吹風(fēng)機(jī)吹干,，完成整個(gè)制備試樣的過(guò)程,。