金相顯微鏡是將光學(xué)顯微鏡技術(shù)、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)完美地結(jié)合在一起而開(kāi)發(fā)研制成的高科技產(chǎn)品，可以在計(jì)算機(jī)上很方便地觀察金相圖像，從而對(duì)金相圖譜進(jìn)行分析，評(píng)級(jí)等以及對(duì)圖片進(jìn)行輸出、打印。眾所周知，合金的成分、熱處理工藝、冷熱加工工藝直接影響金屬材料的內(nèi)部組織、結(jié)構(gòu)的變化，從而使機(jī)件的機(jī)械性能發(fā)生變化。因此用金相顯微鏡來(lái)觀察檢驗(yàn)分析金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)是工業(yè)生產(chǎn)中的一種重要手段。

　　金相顯微鏡主要由光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、附件裝置(包括攝影或其它如顯微硬度等裝置)組成。

　　根據(jù)金屬樣品表面上不同組織組成物的光反射特征，用顯微鏡在可見(jiàn)光范圍內(nèi)對(duì)這些組織組成物進(jìn)行光學(xué)研究并定性和定量描述。它可顯示500～0.2m尺度內(nèi)的金屬組織特征。早在1841年，俄國(guó)人(п.п.Ансов)就在放大鏡下研究了大馬士革鋼劍上的花紋。至1863年,英國(guó)人(H.C.Sorby)把巖相學(xué)的方法，包括試樣的制備、拋光和腐刻等技術(shù)移植到鋼鐵研究，發(fā)展了金相技術(shù)，后來(lái)還拍出一批低放大倍數(shù)的和其他組織的金相照片。索比和他的同代人德國(guó)人(A.Martens)及法國(guó)人(F.Osmond)的科學(xué)實(shí)踐，為現(xiàn)代光學(xué)金相顯微術(shù)奠定了基礎(chǔ)。至20世紀(jì)初，光學(xué)金相顯微術(shù)日臻完善，并普遍推廣使用于金屬和合金的微觀分析，迄今仍然是金屬學(xué)領(lǐng)域中的一項(xiàng)基本技術(shù)。

　　金相顯微鏡是用可見(jiàn)光作為照明源的一種顯微鏡。分立式和臥式,見(jiàn)圖1[光學(xué)顯微鏡a立式顯微鏡b臥式顯微鏡]。它們都包括光學(xué)放大、照明和機(jī)械三個(gè)系統(tǒng)。

　　放大系統(tǒng)是影響顯微鏡用途和質(zhì)量的關(guān)鍵。主要由物鏡和目鏡組成。

　　顯微鏡的放大率為：

　　M顯=L/f物×250/f目=M顯×M目式中M顯——表示顯微鏡放大率;M物、M目和f物、f目分別表示物鏡和目鏡的放大率和焦距;L為光學(xué)鏡筒長(zhǎng)度;250為明視距離。長(zhǎng)度單位皆為mm。

　　分辨率和象差透鏡的分辨率和象差缺陷的校正程度是衡量顯微鏡質(zhì)量的重要標(biāo)志。在金相技術(shù)中分辨率指的是物鏡對(duì)目的物的最小分辨距離。由于光的衍射現(xiàn)象，物鏡的最小分辨距離是有限的。德國(guó)人阿貝(Abb)對(duì)最小分辨距離()提出了以下公式

　　d=λ/2nsinφ式中為光源波長(zhǎng);n為樣品和物鏡間介質(zhì)的折射系數(shù)(空氣;=1;松節(jié)油：=1.5);φ為物鏡的孔徑角之半。

　　從上式可知，分辨率隨著和的增加而提高。由于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在4000～7000之間。在角接近于90的最有利的情況下，分辨距離也不會(huì)比0.2m更高。因此，小于0.2m的顯微組織，必須借助于電子顯微鏡來(lái)觀察(見(jiàn)),而尺度介于0.2～500m之間的組織形貌、分布、晶粒度的變化，以及滑移帶的厚度和間隔等，都可以用光學(xué)顯微鏡觀察。這對(duì)于分析合金性能、了解冶金過(guò)程、進(jìn)行冶金產(chǎn)品質(zhì)量控制及零部件失效分析等，都有重要作用。

　　象差的校正程度，也是影響成象質(zhì)量的重要因素。在低倍情況下，象差主要通過(guò)物鏡進(jìn)行校正，在高倍情況下，則需要目鏡和物鏡配合校正。透鏡的象差主要有七種，其中對(duì)單色光的五種是球面象差、彗星象差、象散性、象場(chǎng)彎曲和畸變。對(duì)復(fù)色光有縱向色差和橫向色差兩種。早期的顯微鏡主要著眼于色差和部分球面象差的校正，根據(jù)校正的程度而有消色差和復(fù)消色差物鏡。近期的金相顯微鏡，對(duì)象場(chǎng)彎曲和畸變等象差，也給予了足夠的重視。