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上海光學儀器一廠--和你一起探究金相學的前世今生
閱讀：2632 發布時間：2013-7-9
金相學主要是研究金屬材料組織的一門學科，其通過對金屬材料的宏觀和微觀組織的研究不同的結構組份，也即各個晶體（相）或晶體群（共晶體，共析體等等）的含量、大小、形狀、顏色、位向和硬度。
金相學--低倍檢驗技術
（2）1860年在低碳鋼拉伸試樣表面上觀察到腐蝕程度與基體不同的條帶,并正確解釋這不是偏析而是由于局部的不均勻切變引起的。
（3）1867年H.Tresca用氯化汞腐蝕顯示金屬部件中的流線,說明金屬在加工形變過程中內部金屬的流動情況。上述試驗奠定了宏觀腐刻及低倍檢驗技術,在今天仍然是金屬研究和生產檢驗中常使用的方法。
金相學研究
金相學研究zui重要的手段是光學金相顯微術和電子顯微學（見金屬和合金的微觀分析）。利用X射線衍射或電子衍射等進行的金屬結構分析和利用各種電子光學儀器進行的金屬微區成分分析，有時也包括在金相學所研究的范疇內。研究金屬及合金內部組織結構的學科。是從19世紀初開始逐步形成的。金相學過去曾定義為研究金屬及合金的成分組織結構以及它們同性能之間關系的科學隨著這一學科研究領域不斷擴大。
后來的研究指出,不但在鋼中并且在許多其它合金中出現。本世紀二十年代A.Sauveur及周志宏研究過碳含量極低的鐵在淬火后的魏氏組織;三十年代G.Kurdjumov及G.Sachs用X射線進行了的馬氏體相變取向關系的試驗。在R.F.Mehl學派（包括C.S.Barrett）在Sauveur和周志宏的工作啟發下開展了一系列合金的魏氏組織的研究,此后取向關系的測定一直是相變研究中的一個重要組成部分。
金相學發展階段
德國的AdolfMartens和法國的FlorisOsmond分別在1878及1885年獨立地用顯微鏡觀察鋼鐵的顯微組織。他們都是與鋼鐵生產與使用有關的工程師。從1880年起就開始了金相檢驗。因此,他們的金相觀察結果很快就在冶金界傳播開來,影響深遠,在德國及法國甚至有一些學者還認為他們也是金相學的創始人。在十九世紀的六十到八十年代,三個杰出的科學家分別在三個國家獨立地開始了鋼鐵的金相觀察。
一方面與蔡司光學儀器廠合作設計適于金相觀察的顯微鏡（這對金相技術的普及推廣起了很大的作用）,另一方面對鋼鐵的金相進行了大量的系統研究,發現了低碳鋼的時效變脆現象。由于他過于強調觀察細節,論文有時顯得煩瑣,在理論分析方面建樹不多。但是,在改進和推廣金相技術方面起了很大的作用。金相檢驗是zui重要的檢驗方法之一,其重要性決不亞于化學成分分析。到本世紀初不少鋼廠都有了金相檢驗室。
金相檢驗結果
首先,在實驗技術方面他不限于金相觀察,而是把它與熱分析、膨脹、熱電動勢、電導等物理性能試驗結合起來。這在當時不能不說是一種創舉,把金相技術擴大到更廣泛的范疇里去,這在后來已成為金屬學的傳統研究方法了。其次,在理論分析方面他也不限于顯微組織結構,而是把它與化學成分、溫度、性能結合在一起,注意研究它們之間的因果關系。換句話說,他把金相學從單純的顯微鏡觀察擴大、提高成一門新學科。從這個角度來看,Osmond的貢獻是非常的。
Osmond在實驗技術上精益求精,是他拍攝的珠光體的高倍顯微像,就是在今天用*的實驗儀器與照相器材,要達到這么高的水平也非易事。
到了上世紀末或本世紀初,金相學就已經成為一門新興的學科了，對金相學的普及推廣也起了重要的作用。
金相學功能
采集圖像
1、采集圖像，可通過數字CCD攝象頭等設備捕獲圖像，也可從文檔中打開圖像或從剪貼板中粘貼圖像，任何格式存儲的圖像均可用該軟件進行分析；
2、可按照美國材料實驗協會（ASTM）、蘇聯國家標準（GOST）和標準化組織（ISO）的標準參數，對金屬圖像進行下列全自動分析：
①按照ASTME1382-97，E930-92，ISO643和GOST5639-82標準，分析平均顆粒大小和zui大顆粒大小；
②相位分析；
③金屬內含物或第二相位構成分析（按照ASTME1245-95和GOST1778-70標準）；
④鑄鐵中石墨顯微結構分析（按照ASTMA247-67和GOST3443-87標準）；
⑤鋼鐵樣品的脫碳深度分析（按照ASTM1077-91，GOST1763-68和ISO3887-77標準）；
⑥表面和分層測量。
3、通過與標準（標準具）結構對比的方法，分析金屬結構；
4、分析圖像、各種數據和圖表儲存于專業圖像數據庫中；
5、生成打印報告，包括圖像、數據和文字等內容；
6、圖像亮度、對比度和銳化等調節，改善質量；
7、圖像注釋（圖表和文字等）；
8、可手動或半自動對圖像進行各種測量。