金相顯微鏡是對金屬材料的金相組織進行分析的重要光學儀器,。金相學主要指借助光學（金相）顯微鏡和體視顯微鏡等對材料顯微組織,、低倍組織和斷口組織等進行分析研究和表征的材料學科分支，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）的數(shù)量,、形貌,、大小、分布,、取向,、空間排布狀態(tài)等。

　　金相試樣制備過程一般包括：取樣,、粗磨,、細磨、拋光和浸蝕五個步驟,。

　　1）取樣

　　從需要檢測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,，對于軟材料可以用鋸,、車、刨等方法,；對于硬材料可以用砂輪切片機或線切割機等切割的方法,，對于硬而脆的材料可以用錘擊的方法。無論用哪種方法都應(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,，一般直徑或邊長為15~20mm,，高為12~18mm比較適宜。對那些尺寸過小,、形狀不規(guī)則和需要保護邊緣的試樣,，可以采取鑲嵌或機械夾持的辦法。

　　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)備一鑲嵌機上進行,。第三種屬于冷鑲填料。

　　2）粗磨

　　粗磨的目的主要有以下三點：

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

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

　　?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行細磨。細磨,，可分為手工磨和機械磨兩種,，目前機械磨是主要的磨樣方式。

　　目前普遍使用的機械磨設(shè)備是預磨機,。電動機帶動鋪著水砂紙的圓盤轉(zhuǎn)動,，磨制時，將試樣沿盤的徑向來回移動,，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磨后遺留在磨面上的細微磨痕,，得到光亮無痕的鏡面。拋光的方法有機械拋光,、電解拋光和化學拋光三種,，其中常用的是機械拋光。機械拋光在拋光機上進行,，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,。

　　啟動開關(guān)使拋光盤逆時針轉(zhuǎn)動,，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)滴灑在盤上即可進行拋光,，拋光時應(yīng)注意：

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

　　?)在拋光過程中，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)拋光盤過臟或帶有粗大顆粒時，必須將其沖刷干凈后再繼續(xù)使用,。

　　?拋光時間應(yīng)盡量縮短,，不可過長，為滿足這一要求可分粗拋和精拋兩步進行,。

　?、軖佊猩饘?如銅、鋁及其合金等)時,，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,，但是要分析金相組織還必須進行浸蝕,。

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

　　純金屬(或單相均勻固溶體)的浸蝕基本上為化學溶解過程。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。在明場下觀察,，可以看到一個個晶粒被晶界隔開,。如浸蝕較深,，還可以發(fā)現(xiàn)各個晶粒明暗程度不同的現(xiàn)象。這是因為每個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。