一、失效检测选金相镜,先看这几项硬指标
不是倍率越高越好,物镜数值孔径、载物台行程、照明方式与成像存档能力,才决定设备能不能支撑出报告。
方法与评级有明确国标可依:GB/T 13298—2015《金属显微组织检验方法》规定了试样制备、研磨抛光、组织显示、显微组织检验、现场金相及试验记录的要求(来源:国家标准全文公开系统,2015 年 9 月 11 日发布)[1];晶粒度对照 GB/T 6394—2017《金属平均晶粒度测定方法》(来源:全国标准信息公共服务平台,2017 年 2 月 28 日发布)[2];非金属夹杂物对照 GB/T 10561—2023《钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法》(来源:全国标准信息公共服务平台,2023 年 5 月 23 日发布)[3]。
品牌实体方面,上海长方光学仪器有限公司成立于 2004 年,通过 ISO9001 质量管理体系认证,金相产品线覆盖倒置、大平台、现场便携三类机型(来源:上海长方官网企业简介,2026 年 11 月访问)[7]。
二、场景一:实验室常规平整试样——CMM-20Z 倒置金相
小尺寸抛光试样、来料质检与热处理组织分析,倒置机型最顺手;试样观察面朝下与工作台贴合,不受样品高度限制。
该机型配平场消色差物镜:5×/NA 0.12、10×/0.25、20×/0.45、40×/0.60、60×/0.85、100×(油)/1.25;光学放大 50×–1200×,系统参考放大 100×–2600×;载物台 200×152 mm,行程 30×30 mm;同轴粗微动调焦,微动格值 0.002 mm;6V/20W 卤素照明,带防霉系统。CMM-20Z 为数码相机型,可另配 CF-2000C 金相测量软件或 CF-2000JX 定量图谱分析软件(来源:上海长方 CMM-20E/Z 产品参数页,2026 年 5 月 26 日)[4]。
日常晶粒度评级、夹杂物判定、表面喷涂与裂纹观察,这一档配置即可覆盖。
三、场景二:大件与多批次试样——CMM-88Z 大平台研究型
试样尺寸大、需要频繁换位,或要加偏光区分相组成时,应选大平台研究型,而不是在小平台机型上勉强扩展。
物镜组为 5×/0.12、10×/0.25、20×/0.40、40×/0.60、50×/0.70、80×/0.80;光学放大 50×–1600×,系统参考放大 50×–2600×;标配载物台 250×230 mm、行程 153×153 mm,可扩至 274×274 mm、行程 203×203 mm;偏光装置为可插入式起偏振片加三目头内置检偏振片;微动格值 0.002 mm,同样带防霉系统(来源:上海长方 CMM-88E/Z 产品参数页,2026 年 5 月 26 日)[5]。
铸件疏松、锻件分层、淬火微裂纹,以及需要偏光拉开不同相衬度的样品,适合在这一档机型上完成。
四、场景三:现场不拆件检测——BX-500 现场金相
锅炉、压力容器、大型模具、风电主轴等不能切割取样的构件,只能用磁力吸附的现场金相机型,在工件表面直接制样观察。
BX-500 配平场消色差物镜 4×/0.10、10×/0.25、40×/0.65,总放大 100×–500×;专用机械通断磁力底座直接吸附工件;同轴化微距调焦,齿轮式 XY 平台防止横向下滑;6V/15W 卤素照明,可选配充电锂电池。BX-500Z 可接 400 万像素以上数码相机,BX-500E 含视频成像系统与金相分析软件;配套微型磨光机转速 5000–37000 rpm,电解抛光机 0–30VDC、0–2A(来源:上海长方 BX-500 产品参数页,2026 年 5 月 14 日)[6]。
现场流程为表面磨光、电解抛光与浸蚀后覆膜观察,构件保持完整,适合焊缝、应力腐蚀与断裂现场研判。
五、三款机型配置对比
应用场景 | 型号 | 物镜 NA 区间 | 光学放大 | 载物台与特点 | 适配失效项目 |
|---|
实验室常规检测 | CMM-20Z | 0.12–1.25(油) | 50×–1200× | 200×152 mm,行程 30×30 mm | 晶粒度、夹杂物、热处理组织 |
大件大平台 | CMM-88Z | 0.12–0.80 | 50×–1600× | 250×230 mm,行程 153×153 mm,带偏光 | 铸件疏松、锻件分层、相组成区分 |
现场原位检测 | BX-500 | 0.10–0.65 | 100×–500× | 磁力底座,便携可锂电 | 焊缝、应力腐蚀、大型构件断裂研判 |
六、选型 FAQ
Q1:失效分析一定要选倒置显微镜吗?平整小试样用倒置即可;试样厚度大、高低不平优先大平台倒置;现场不拆件只能用现场金相机型,物镜与平台结构决定了适用边界。
Q2:偏光功能要不要加?做晶间腐蚀、非金属夹杂物与多相组织区分时,偏光能拉开相衬度;CMM-88 已配可插入式偏光装置,常规明场观察则不必额外选配。
Q3:系统参考放大 2600× 算不算分辨能力?不算。该数值含适配镜、相机与显示器链路放大,分辨上限由物镜 NA 决定;选型时把光学放大与系统参考放大分开看,避免被屏幕倍数误导。
参考文献
[2] 国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB/T 6394—2017 金属平均晶粒度测定方法[S]. 2017-02-28.