晶粒度测定：测量金属材料晶粒的平均尺寸或级别，是评价材料强韧性匹配的重要依据。
显微组织鉴别：识别和判定热处理后材料中的相组成，如马氏体、贝氏体、珠光体、铁素体等。
硬化层深度测定：对于表面淬火、渗碳、渗氮等工艺，精确测量从表面到规定硬度值处的垂直距离。
脱碳层深度测定：测量因热处理气氛不当导致材料表面碳含量减少的层深，影响疲劳强度和耐磨性。
碳化物分布与评级：评估工具钢、轴承钢等材料中碳化物的形态、大小、分布及网状程度。
残余奥氏体含量测定：定量分析淬火后组织中未转变为马氏体的奥氏体含量，影响尺寸稳定性和硬度。
带状组织评级：评估热轧或锻造钢材中因偏析导致铁素体和珠光体呈带状分布的程度。
魏氏组织评定：检查过热组织中出现的粗大针状铁素体或渗碳体，对韧性有严重损害。
表面氧化与内氧化检测：观察因保护气氛失效导致的表面氧化皮或合金元素在晶界处的内氧化现象。
晶界氧化与贫化层检查：主要针对渗碳齿轮等零件，检测晶界处的氧化及合金元素贫化对接触疲劳性能的影响。
渗碳/碳氮共渗零件：如齿轮、轴类、销类等，验证有效硬化层深度、组织梯度及碳化物形态。
感应淬火与火焰淬火零件：如曲轴、凸轮轴、导轨等，验证淬硬层分布、过渡区组织及表面硬度。
调质处理结构钢件：如连杆、螺栓、重要结构件等，验证回火索氏体组织的均匀性和晶粒度。
工具钢与模具钢：如刀具、冷作/热作模具等，验证淬火马氏体级别、残余奥氏体量及碳化物溶解情况。
不锈钢固溶与时效处理件：验证碳化物溶解、晶间腐蚀倾向及析出相（如σ相）的分布。
弹簧钢淬火回火件：验证组织均匀性，防止出现过多的屈氏体或贝氏体，保证弹性极限。
轴承钢淬回火件：验证隐晶/细小针状马氏体、残余奥氏体量及碳化物的均匀、细小分布。
铝合金固溶时效件：验证强化相（如θ‘， S’相）的析出状态、过烧及晶界腐蚀情况。
铸铁件（如球墨铸铁）：验证基体组织（如珠光体含量、铁素体形态）及石墨形态的变化。
表面沉积与扩散涂层：如氮化、渗硼、PVD/CVD涂层，验证化合物层厚度、扩散层组织及结合界面。
取样与切割：使用线切割、砂轮切割机等在零件典型部位截取具有代表性的试样，避免过热影响组织。
镶嵌：对不规则、小尺寸或边缘试样采用热压或冷镶嵌法固定，便于后续磨抛操作。
磨光与抛光：依次使用由粗到细的金相砂纸磨光，再在抛光机上用金刚石或氧化铝抛光剂进行镜面抛光。
化学侵蚀：选用适当的侵蚀剂（如硝酸酒精溶液、苦味酸溶液等）对抛光面进行腐蚀，使组织衬度显现。
显微组织观察与拍照：在金相显微镜下观察侵蚀后的组织，在不同放大倍数下选取典型视场进行数码拍照记录。
图像分析软件定量测量：利用专业图像分析软件对晶粒尺寸、相比例、层深等进行计算机辅助定量测定。
显微硬度梯度测试：从试样表面向心部以固定间距打显微硬度压痕，绘制硬度-距离曲线以确定硬化层深度。
标准图谱比对法：将观测到的组织（如晶粒度、碳化物等）与国家标准或行业标准中的评级图谱进行比对，确定级别。
非水溶液电解抛光与侵蚀：适用于不锈钢、钛合金等难侵蚀材料，获得更清晰、无变形层的显微组织。
深度腐蚀法：用于显示渗层或淬硬层的宏观分布，常采用热酸侵蚀，使不同组织区域呈现不同颜色或凹凸。
金相试样切割机：配备冷却系统的高速精密切割机，用于从工件上截取金相试样，减少热损伤。
金相镶嵌机：包括热压镶嵌机和冷镶嵌套件，用于将不规则试样封装在塑料或树脂中以便持握。
自动磨抛机：可设定压力、转速和时间的半自动/全自动设备，用于试样的研磨和抛光，保证表面质量一致性。
倒置式金相显微镜：主流观察设备，物镜从下方向上观察，试样正面朝下放置，适用于观察大中型试样。
正置式金相显微镜：物镜从上方向下观察，通常配备更丰富的物镜和观察方式，适用于高分辨率研究。
数码相机及图像采集系统：与显微镜光端口连接的高分辨率CCD或CMOS相机，用于采集、存储和分析金相图像。
金相图像分析系统：集成图像采集卡和专业分析软件的计算机系统，可进行组织定量测量和统计分析。
显微硬度计：主要用于测定微小区域或特定相的硬度，以及进行硬度梯度测试，载荷范围通常为10gf至1kgf。
电解抛光与侵蚀装置：由直流电源、电解槽和电极组成的系统，用于对化学方法难以侵蚀的金属进行制样。
体视显微镜：又称立体显微镜，用于低倍数观察试样宏观形貌、裂纹、脱碳层宏观特征及取样位置确认。
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