顕微鏡検査は、メタログラフィによる試料作成の後に行われます。
光学顕微鏡では、対象物を約1.5千倍まで拡大することができます。それ以上の拡大も可能ですが、それ以上の情報は得られません。また、拡大されただけで詳細がわからない「空の拡大」と呼ばれる状態になります。メタログラフィーの対象となる材料は不透明なものが多いため、ここでは反射光や金属顕微鏡を使って材料の一部分だけを観察するのが一般的です。
QATMでは、あらゆるニーズに対応したメタログラフィー装置と消耗品を提供しています。
適切に準備された金属サンプルを顕微鏡で観察すると、その構造が様々なサイズの多数の結晶粒から構成されていることがわかる。この結晶粒の大きさは、金属の硬度、強度、伸び、深絞り性など、多くの特性に重要である。
金属の「粒径」は、さまざまな方法で変化させることができます。粒径の測定は、プロセスが適切に実施されたかどうか、あるいは意図した用途に必要な粒径が得られたかどうかを判断するために使用できます。金属組織の断面に見える結晶粒の構造は、結晶粒の境界によって認識できますが、断面の表面は実際の結晶粒を通る平坦な断面を表しているだけなので、最初は実際の結晶粒の大きさについては何も言えません。この断面が、結晶粒の「赤道」で作られたものなのか、「極」で作られたものなのかは判断できない。
そのため、顕微鏡写真に写っている切断面を参考にして、金属の粒径を定義することが定着している。平均的なサイズを示すには、平均粒径または結晶子の平均表面積のいずれかで十分です。より高い精度が要求される場合には、結晶粒の統計を取る必要があります。
DIN EN ISO 643に準拠したフェライトおよびオーステナイト結晶粒径の試験は、一般的に比較法を用いて100:1の倍率で顕微鏡的に実施されます。伸びを示さない等軸結晶粒の場合、この方法は十分な精度を持ち、最も短時間で実行できます。伸長した粒の場合や、より正確に測定したい場合は、線分交点法や計数法を用いる。粒内のツインラインは、粒界ではなく、周囲の粒界内の結晶構造の一部と考えられます。金属組織評価用の試料は、その材質と状態に応じて、研削、研磨、エッチングを行う。
粒径は様々な方法で測定することができます。
比較法による判定では、サンプルごとに少なくとも3つのランダムに選択された画像フィールドを基準シリーズと比較する。これらは標準的な倍率である100:1で比較されますが、他の倍率で比較することもできます。検査された画像の詳細に最も近い指向性シリーズの画像が、決定的な要因となります。
線形切片法では、接眼レンズ、グランドグラススクリーン、または写真でカウントします。交差線には直線と円形があります。直線の先で半分しか切れていない粒は半粒としてカウントされる。このような状況は、すべての粒が全体としてカウントされる円形交差法では起こりえない。線の長さの合計を、すべてのカットされた粒の数で割ると、平均的な断面の長さ（mm）が得られる。
接眼レンズ内、写真内、ガラススクリーン上の測定円内の粒数を測定する。倍率（通常100：1）は、測定円内に少なくとも50粒が存在するように選択しなければならない。測定円は、直径79.8mmに対応する5000mm2の面積を持つ。円の端から切り取った粒の数を2で割り、円内の粒の数に加える。1mm2あたりの粒数に換算した後、粒度パラメータを表から取得するか、計算式を用いて算出します。
最新の画像処理ソフトでは、自動的に粒度を測定することができます。上記の分析方法は、QATM硬さ試験機で利用可能です。
窒化処理後の化合物層の厚さの測定は、DIN 30902「窒化処理および軟窒化処理されたワークピースの化合物層の厚さおよび気孔率の光顕微鏡による測定」で標準化されています。適切な研磨を行った後、化合物層を1000:1の倍率で測定するのが望ましいです。以下の場合にのみ測定を行うようにしなければならない。
最新の画像処理ソフトウェアでは、層の厚さを自動的に測定することができます。この分析方法は、QATM硬さ試験機で利用できます。
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