色光的七种单色光的波长不同,其折射率也不同,使折射光线不能交于一点。紫光 折射最强,红光折射最弱,结果使成像模糊不清。 为消除色像差,一方面可用消色差物镜和复消色差物镜进行校正。消色差物 镜常与普通目镜配合,用于低倍和中倍观察:复消色差物镜与补偿目镜配合,用于 高倍观察。另一方面可通过加滤色片得到单色光。常用的滤色片有蓝色、绿色和黄 色等。 ③象域弯曲垂直于光轴的平面,通过透镜所形成的像,不是平面而是凹形的 弯曲像面,这种现象叫像域弯曲,如图1-5所示。像域弯曲是由于各种像差综合作用 的结果。一般物镜或多或少地存在着像域弯曲,只有校正极佳的物镜才能达到趋近 平坦的象域 3.金相显微镜的构造和使用 (1)金相显微镜的构造 金相显微镜的种类和型式很多,但最常见的型式有台式、立式和卧式三大类 其构造通常均由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成,有的显微镜还附带 照像装置和暗场照明系统等。现以国产ⅹJB-1型金相显微镜为例进行说明。 xJB-1型金相显微镜的光学系统如图1-5所示。由灯泡1发出一束光线,经聚 光透镜组2的会聚和反光镜8的反射,聚集在孔径光栏9上,然后经过聚光镜3,再 度将光线聚集在物镜的后焦面上,最后光线通过物镜,使试样表面得到充分均匀的 照明。从试祥反射回来的光线复经物镜组6、辅助透镜5、半反射镜4、辅助透镜11 以及棱镜12和棱镜13,形成一个倒立放大实像。该物像再经场透镜14和目镜15的 放大,即得到所观察试样表面的放大图像。 13 图1-5XJB-1型金相显微镜的光学系统 1-灯泡:2一聚光镜组,3一聚光镜组,4一半反射镜,5一辅助透镜,6一物镜组,7一 试祥,8一反光镜;9一孔径光栏;10一视场光栏,11一输助透镜,12一棱镜,13一棱镜,14 场镜,15一目镜 XJB-1型金相显微镜的外形结构如图1-6所示。各部件的功能及使用简要介
4 色光的七种单色光的波长不同，其折射率也不同，使折射光线不能交于一点。紫光 折射最强，红光折射最弱，结果使成像模糊不清。 为消除色像差，一方面可用消色差物镜和复消色差物镜进行校正。消色差物 镜常与普通目镜配合，用于低倍和中倍观察；复消色差物镜与补偿目镜配合，用于 高倍观察。另一方面可通过加滤色片得到单色光。常用的滤色片有蓝色、绿色和黄 色等。 ③ 象域弯曲 垂直于光轴的平面，通过透镜所形成的像，不是平面而是凹形的 弯曲像面，这种现象叫像域弯曲，如图 1-5 所示。像域弯曲是由于各种像差综合作用 的结果。一般物镜或多或少地存在着像域弯曲，只有校正极佳的物镜才能达到趋近 平坦的象域。 3．金相显微镜的构造和使用 (1) 金相显微镜的构造 金相显微镜的种类和型式很多，但最常见的型式有台式、立式和卧式三大类。 其构造通常均由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的显微镜还附带 照像装置和暗场照明系统等。现以国产 XJB-1 型金相显微镜为例进行说明。 XJB-1 型金相显微镜的光学系统如图 l-5 所示。由灯泡 1 发出一束光线，经聚 光透镜组 2 的会聚和反光镜 8 的反射，聚集在孔径光栏 9 上，然后经过聚光镜 3，再 度将光线聚集在物镜的后焦面上，最后光线通过物镜，使试样表面得到充分均匀的 照明。从试祥反射回来的光线复经物镜组 6、辅助透镜 5、半反射镜 4、辅助透镜 11 以及棱镜 12 和棱镜 13，形成一个倒立放大实像。该物像再经场透镜 14 和目镜 15 的 放大，即得到所观察试样表面的放大图像。 图 1-5 XJB-1 型金相显微镜的光学系统 1-灯泡；2 一聚光镜组，3 一聚光镜组，4 一半反射镜，5 一辅助透镜，6 一物镜组，7 一 试祥，8 一反光镜；9 一孔径光栏；10 一视场光栏，11 一输助透镜，12 一棱镜，13 一棱镜，14 一场镜，15 一目镜 XJB—l 型金相显微镜的外形结构如图 1-6 所示。各部件的功能及使用简要介
绍如下: 14 图1-6XJB-1型金相显微镜外形结构图 1一载物台,2一物镜,3一转换器,4一传动箱,5一微动调焦手轮,6一粗动调焦手轮, 7一电源。8一偏心圆,9一样品,10一目镜;11一目镜管,12一固定螺钉,13—调节螺钉,14 视场光拦,15一孔径光拦 照明系统在底座内装有一个低压(6v-8v,15w)灯泡作为光源,灯泡前安装有 聚光镜、反光镜和孔径光栏15。视场光栏14和另一聚光镜则安在支架上。通过以上 系列透镜及物镜本身的作用,试样表面获得了充分均匀的照明 显微镜调焦装置在显微镜体的两侧有粗动和微动调焦手轮,两者在同一部 位。转动粗调手轮6,可以通过内部齿轮带动支承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传动内部 齿轮,使其沿着滑轨缓慢移动。在右侧手轮上刻有分度格,每小格表示镜座上下微 动0002mm。与刻度盘同侧的齿轮箱上刻有两条白线,用以指示微动升降的极限位 置,微调时不可超出这一范围,否则会损坏机件。 载物台(样品台)用于放置金相试样。载物台和下面托盘之间有导架.移动结 构采用粘性油膜联结。用手推动,可引导载物台在水平面上作一定范围的移动,以 改变试样的观察部位 孔径光栏和视场光栏孔径光栏装在照明反射镜座上面,刻有0-5分刻线 它们表示孔径大小的毫米数。调整孔径光栏能控制入射光束的粗细,以降低球面像 差。视场光栏装在物镜支架下面,可以调节视场范围,使目镜中所见视场照亮而无 阴影。在套圈上有两个调节螺钉,用来调整光栏中心。 物镜转换器转换器呈球面形,上面有三个螺孔,可安装不同放大倍数的物
5 绍如下： 图 1-6 XJB—1 型金相显微镜外形结构图 1 一载物台，2 一物镜，3 一转换器，4 一传动箱，5 一微动调焦手轮，6 一粗动调焦手轮， 7 一电源。8 一偏心圆，9 一样品，10 一目镜；11 一目镜管，12 一固定螺钉，13—调节螺钉，14 一视场光拦，15 一孔径光拦 照明系统 在底座内装有一个低压(6v-8v，15w)灯泡作为光源，灯泡前安装有 聚光镜、反光镜和孔径光栏 15。视场光栏 14 和另一聚光镜则安在支架上。通过以上 一系列透镜及物镜本身的作用，试样表面获得了充分均匀的照明。 显微镜调焦装置 在显微镜体的两侧有粗动和微动调焦手轮，两者在同一部 位。转动粗调手轮 6，可以通过内部齿轮带动支承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 传动内部 齿轮，使其沿着滑轨缓慢移动。在右侧手轮上刻有分度格，每小格表示镜座上下微 动 0.002mm。与刻度盘同侧的齿轮箱上刻有两条白线，用以指示微动升降的极限位 置，微调时不可超出这一范围，否则会损坏机件。 载物台(样品台) 用于放置金相试样。载物台和下面托盘之间有导架．移动结 构采用粘性油膜联结。用手推动，可引导载物台在水平面上作一定范围的移动，以 改变试样的观察部位。 孔径光栏和视场光栏 孔径光栏装在照明反射镜座上面，刻有 0--5 分刻线， 它们表示孔径大小的毫米数。调整孔径光栏能控制入射光束的粗细，以降低球面像 差。视场光栏装在物镜支架下面，可以调节视场范围，使目镜中所见视场照亮而无 阴影。在套圈上有两个调节螺钉，用来调整光栏中心。 物镜转换器 转换器呈球面形，上面有三个螺孔，可安装不同放大倍数的物
镜。旋动转换器可使物镜镜头进入光路,并定位在光轴上 目镜筒目镜筒呈45度倾斜安装在附有棱镜的半球形座上。目镜可转向90 度呈水平状态以配合照相装置进行金相显微摄影。 图1-7所示为4XA型双目金相显微镇的结构图。其基本结构与XJB-1型金 相显微镜相似,但配有双筒目镜管,可同时安装两个目镜.用双目观察,从而减轻 了眼睛疲乏。图1-8为4XCE型三目金相显微镜的结构图,可以在计算机显示器上很 方便地观察金相图像,从而对金相图谱进行分析、评级等对图片进行输出、打印 电脑型金相显微镜(4XCE)配置为:1、金相显微镜2、适配镜3、摄像器(CCD) 4、AD(图像采集)5、计算机。 而数码相机型金相显微镜(4XCZ)1、金相显微镜2、适配镜3、数码相机 ( NIKON)。另外,其载物台的水平移动是靠纵向手轮和横向手轮来实现的,定位更 加准确。 图1-74XA型金相显微镜 图1-84XCE金相显微镜 (2)金相显微镜的使用方法及注意事项 金相显微镜是一种精密光学仪器,在使用时要求细心和谨慎,严格按照使用规 程进行操作。 A.金相显微镜的使用规程 a)将显微镜的光源插头接在低压(6-8V)变压器上,接通电源 b)根据放大倍数,选用所需的物镜和目镜,分别安装在物镜座上和目镜筒内 旋动物镜转换器,使物镜进入光路井定位(可感觉到定位器定位)。 c)将试样放在样品台中心,使观察面朝下并用弹簧片压住。 d)转动粗调手轮先使镜筒上升,同时用眼观察,使物镜尽可能接近试祥表面(但 不得与之相碰),然后反向转动粗调手轮,使镜筒渐渐下降以调节焦距。当视 场亮度增强时,再改用微调手轮调节,直到物像最清晰为止 e)适当调节孔径光栏和视场光栏以获得最佳质量的物像 f)如果使用油浸系物镜,可在物镜的前透镜上滴一些松柏油,也可以将松柏油 直接滴在试样上;油镜头用后,应立即用棉花沾取二甲苯溶液擦净.再用擦 镜纸擦干。 B.注意事项 )操作应细心,不能有粗暴和剧烈动作。严禁自行拆卸显微镜部件。 b)显微镜的镜头和试样表面不能用手直接触摸。若镜头中落入灰尘,可用镜头
6 镜。旋动转换器可使物镜镜头进入光路，并定位在光轴上。 目镜筒 目镜筒呈 45 度倾斜安装在附有棱镜的半球形座上。目镜可转向 90 度呈水平状态以配合照相装置进行金相显微摄影。 图 1-7 所示为 4XA 型双目金相显微镇的结构图。其基本结构与 XJB—1 型金 相显微镜相似，但配有双筒目镜管，可同时安装两个目镜．用双目观察，从而减轻 了眼睛疲乏。图 1-8 为 4XCE 型三目金相显微镜的结构图，可以在计算机显示器上很 方便地观察金相图像，从而对金相图谱进行分析、评级等对图片进行输出、打印。 电脑型金相显微镜(4XCE)配置为: 1、金相显微镜 2、适配镜 3、摄像器(CCD) 4、A/D(图像采集) 5、计算机。 而数码相机型金相显微镜(4XCZ): 1、金相显微镜 2、适配镜 3、数码相机 （NIKON）。另外，其载物台的水平移动是靠纵向手轮和横向手轮来实现的，定位更 加准确。 图 1-7 4XA 型金相显微镜 图 1-8 4XCE 金相显微镜 (2) 金相显微镜的使用方法及注意事项 金相显微镜是一种精密光学仪器，在使用时要求细心和谨慎，严格按照使用规 程进行操作。 A. 金相显微镜的使用规程 a) 将显微镜的光源插头接在低压(6—8V)变压器上，接通电源。 b) 根据放大倍数，选用所需的物镜和目镜，分别安装在物镜座上和目镜筒内。 旋动物镜转换器，使物镜进入光路井定位(可感觉到定位器定位)。 c) 将试样放在样品台中心，使观察面朝下并用弹簧片压住。 d) 转动粗调手轮先使镜筒上升，同时用眼观察，使物镜尽可能接近试祥表面(但 不得与之相碰)，然后反向转动粗调手轮，使镜筒渐渐下降以调节焦距。当视 场亮度增强时，再改用微调手轮调节，直到物像最清晰为止。 e) 适当调节孔径光栏和视场光栏以获得最佳质量的物像。 f) 如果使用油浸系物镜，可在物镜的前透镜上滴一些松柏油，也可以将松柏油 直接滴在试样上；油镜头用后，应立即用棉花沾取二甲苯溶液擦净．再用擦 镜纸擦干。 B. 注意事项 a) 操作应细心，不能有粗暴和剧烈动作。严禁自行拆卸显微镜部件。 b) 显微镜的镜头和试样表面不能用手直接触摸。若镜头中落入灰尘，可用镜头
纸或软毛刷轻轻擦试 c)显微镜的照明灯泡必须接在6-8V变压器上,切勿直接插入20V电源,以 免烧毁灯泡 d)旋转粗调和微调手轮时,动作要慢,碰到故障应立即报告,不能强行用力转 动,以免损坏机件。 C.测微目镜的校正 在进行脱碳层深度检验、晶粒度评级及夹杂物定量分析等工作时,需要用测 微目镜对组成物的尺寸进行测量。测微目镜是在普通目镜光栏上(即初像焦面上)装 个按0.lmm或0.5mm等分度的测微玻璃片。使用前,应用物镜测微尺对其进行校正。 物镜测微尺是刻有按00lmm分度的玻璃尺,尺的刻度全长lmm,具体校正方法如 下 将物镜测微尺作为被观察物体置于样品台上,刻度面朝物镜。用测微目镜观 察,并调节其旋钮,使物镜测微尺的若干刻度n与测微目镜上若干刻度m对齐,如 图1-9所示。由于已知物镜测微尺每小格为00lmm,所以测微目镜中每小格所量度 的实际长度为 a 0.01(mm) 在图1-9中,物镜测微尺上的10格(相当于001mm×10=0.1mm)与测微目镜 的50格对齐,所以测微目镜内每小格所量度的实际长度为 ×0.01=0.002(mm) 50 若用测微目镜测量的组织组成物长度为N格,则它的实际长度为N×a(mm) 应注意,校正后进行实际测量时,必须仍用校正时的物镜,若改用别的物镜,又需 重新校正。 物镜测微尺 111 p中中p 目镜测尺 图1-9测微目镜刻度校正 四、金相试样的制备方法 金相显微试样的制备过程包括取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀等工序。现简要 叙述如下: 1.取样 显微试样的选取应根据研究目的,取其具有代表性的部位。例如:在研究零件 的失效原因时,应在失效的部位取样,同时在完好部位取样,以便比较和分析;在
7 纸或软毛刷轻轻擦试。 c) 显微镜的照明灯泡必须接在 6—8V 变压器上，切勿直接插入 220V 电源，以 免烧毁灯泡。 d) 旋转粗调和微调手轮时，动作要慢，碰到故障应立即报告，不能强行用力转 动，以免损坏机件。 C. 测微目镜的校正 在进行脱碳层深度检验、晶粒度评级及夹杂物定量分析等工作时，需要用测 微目镜对组成物的尺寸进行测量。测微目镜是在普通目镜光栏上(即初像焦面上)装一 个按 0.1mm 或 0.5mm 等分度的测微玻璃片。使用前，应用物镜测微尺对其进行校正。 物镜测微尺是刻有按 0.01mm 分度的玻璃尺，尺的刻度全长 1mm，具体校正方法如 下： 将物镜测微尺作为被观察物体置于样品台上，刻度面朝物镜。用测微目镜观 察，并调节其旋钮，使物镜测微尺的若干刻度 n 与测微目镜上若干刻度 m 对齐，如 图 1-9 所示。由于已知物镜测微尺每小格为 0.01mm，所以测微目镜中每小格所量度 的实际长度为： 在图 1-9 中，物镜测微尺上的 10 格(相当于 0.01mm×10＝0.1mm)与测微目镜 的 50 格对齐，所以测微目镜内每小格所量度的实际长度为： 若用测微目镜测量的组织组成物长度为 N 格，则它的实际长度为 N×a(mm)。 应注意，校正后进行实际测量时，必须仍用校正时的物镜，若改用别的物镜，又需 重新校正。 图 1-9 测微目镜刻度校正 四、金相试样的制备方法 金相显微试样的制备过程包括取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀等工序。现简要 叙述如下： 1. 取样 显微试样的选取应根据研究目的，取其具有代表性的部位。例如：在研究零件 的失效原因时，应在失效的部位取样，同时在完好部位取样，以便比较和分析；在