光學(xué)顯微鏡的發(fā)明，被人們利用來(lái)研究金屬內(nèi)部的顯微組織，18世紀(jì)以來(lái)，引發(fā)一系列的創(chuàng)新。先是Widmanstatten于1808年將鐵隕石（鐵鎳合金）切成試片，拋光，再用硝酸水溶液腐刻，在光學(xué)金相顯微鏡下觀察到片狀規(guī)則分布的魏氏組織。魏氏是金相學(xué)的啟蒙人，開路先鋒。

1863年英國(guó)的H.C.Sorby用金相顯微鏡發(fā)現(xiàn)了鋼中得一種叫做淬火回火的組織，夠來(lái)被命名為“索氏體”。索氏對(duì)鋼鐵進(jìn)行金相顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)了鐵素體，滲碳體，珠光體，石墨和夾雜物，基本上搞清楚了鋼鐵的顯微組織與熱處理過(guò)程的關(guān)系。

因此，索氏是國(guó)際上公認(rèn)的金相學(xué)創(chuàng)建人。接著，德國(guó)的Adolf Martens于1878年相繼觀察研究鋼鐵的各種顯微組織，特別是發(fā)現(xiàn)了鋼的淬火組織，1895年，該組織被命名為馬氏體。隨后，他將碳在γ鐵中的固溶體命名為奧氏體。到了20世紀(jì)初，他陸續(xù)出版了金相學(xué)雜志和專著。

受金相顯微鏡分別率不高的影響，人們對(duì)金屬與合金顯微組織的認(rèn)識(shí)曾一直停留在幾十微米的范圍，不能觸及金屬內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)的本質(zhì)。1912年Laue等人發(fā)明了X射線衍射，接著Braqq父子將其應(yīng)用于金屬及一些無(wú)機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定。到了20世紀(jì)20年代，金相學(xué)的諸多基本問(wèn)題都通過(guò)X射線衍射分析獲得解決。1943年《金屬的結(jié)構(gòu)》一書以及1945年《X射線金相學(xué)》專著相繼問(wèn)世，給金相學(xué)注入了新的思想，使人們對(duì)金屬及合金結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)水平深入到了原子尺度。