簡介
金相學---發展階段金相學的研究隨著分析手段的不斷進步，對金屬的組織結構得到更加深刻的認識，從早期的藉助光學顯微鏡的分析，發展到現代的電子顯微鏡技術，大大提高了顯微鏡的分辨能力。電子顯微鏡的最大特點是解析度高、放大倍數高，在光學顯微鏡下分辨不清的組織，在電子顯微鏡下可一目了然；另外，電子顯微鏡的景深長，這對於分析斷口十分有利；電子顯微鏡還可進行電子衍射，把對合金相的形貌觀察和結構分析結合起來，便於鑑定物相；同時，還可直接觀察晶體的缺陷（層錯、位錯等）以及某些材料的沉澱過程。可以說電子顯微鏡的出現為金相學對發展產生了深遠的影響。
金相學的一項重要內容就是金相檢驗。金相檢驗工作是理論和實踐性部很強的工作，涉及到檢驗人員的理論水平、業務素質及實際操作能力，因此，金相檢驗的正確判定對於提高機械工業產品的內在質量起到至關重要作用。
源淵
金相學--源淵在1808 年首先將鐵隕石(鐵鎳合金) 切成試片, 經拋光再用硝酸水溶液腐刻, 得出的組織。鐵隕石在高溫時是奧氏體, 經過緩慢冷卻在奧氏體的{111}面上析出粗大的鐵素體片, 無須放大, 肉眼可見。四種取向的鐵素體在中都可以觀察到, 其中三種是針狀, 夾角為60°, 另一種是片狀, 平行於紙面。
運用印刷技術, 首先用腐刻劑將鐵隕石中的鐵素體腐蝕掉, 使奧氏體凸出。拋光腐刻的鐵隕石本身就是一塊版面, 塗上油墨, 敷上紙張, 輕施壓力, 將凸出的奧氏體印製下來, 圖片之清晰可與近代金相照片媲美。
但是, 試驗的更為深遠的意義還是在科學方面, 這不僅是巨觀或低倍觀察的開端, 也是顯微組織中取向關係研究的起始。儘管主要試驗結果當時並未發表(直到1820 年才由其合作者發表),但已在集會上宣布並廣為流傳, 鐵隕石的研究風行一時。在這之後的幾十年用各種化學試劑處理金屬切片表面的試驗就在各處流行起來, 對巨觀金相觀察的發展有意義的幾樁工作是: (1) 1817 年J. F.Daniell 發現鉍在硝酸中浸泡數日後表面出現立方的小蝕坑, 建立了用蝕坑法研究晶粒取向的技術。
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, 並正確解釋這不是偏析而是由於局部的不均勻切變引起的。
(3) 1867 年H.T resca 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。上述試驗奠定了巨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。
研究
光學金相顯微術金相學研究最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範疇內。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係的科學隨著這一學科研究領域不斷擴大。
後來的研究指出, 不但在鋼中並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後的魏氏組織; 三十年代G. Kurdjumov 及G. Sach s 用X 射線進行了著名的馬氏體相變取向關係的試驗。在R.F. M eh l 學派(包括C. S. Barret t) 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, 此後取向關係的測定一直是相變研究中的一個重要組成部分。
發展階段
金相學--金相檢驗德國的Adolf Martens 和法國的Floris Osmond 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, 三個傑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於金相觀察的顯微鏡(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。由於他過於強調觀察細節, 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。 金相檢驗是最重要的檢驗方法之一, 其重要性決不亞於化學成分分析。到本世紀初不少鋼廠都有了金相檢驗室。
金相學---金相檢驗結果首先, 在實驗技術方面他不限於金相觀察, 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範疇里去, 這在後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於顯微組織結構, 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係。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的貢獻是非常卓越的。
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, 就是在今天用先進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。
主要功能
金相學---採集圖像1、採集圖像，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簿中貼上圖像，任何格式存儲的圖像均可用該軟體進行分析；
2、可按照美國材料實驗協會(ASTM)、蘇聯國家標準(GOST)和國際標準化組織(ISO)的標準參數，對金屬圖像進行下列全自動分析：
①按照ASTM E 1382-97，E 930-92，ISO 643和GOST 5639-82標準，分析平均顆粒大小和最大顆粒大小；
②相位分析；
③金屬內含物或第二相位構成分析（按照ASTM E 1245-95和GOST 1778-70標準）；
④鑄鐵中石墨顯微結構分析（按照ASTM A 247-67和GOST 3443-87標準）；
⑤鋼鐵樣品的脫碳深度分析（按照ASTM 1077-91， GOST 1763-68和ISO 3887-77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於專業圖像資料庫中；
5、生成列印報告，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。
