Badania makroskopowe służą głównie do oceny jakości materiałów. Są powszechnie stosowane w kontroli gotowych wyrobów lub półwyrobów. Celem tych badań jest wykrycie wszelkich nieciągłości materiału (pęknięć, zawalcowań, pęcherzy podskórnych, jam skurczowych) oraz niejednorodności chemicznych lub strukturalnych. Polegają one na obserwacji gołym okiem lub pod niewielkim powiększeniem (do około 30 razy) powierzchni wyrobów lub odpowiednio przygotowanych przełomów albo powierzchni wyszlifowanych i wytrawionych odpowiednimi odczynnikami.W badaniach makroskopowych stosuje się również tak zwane metody odbitkowe, np. próbę Baumanna, która umożliwia uzyskanie obrazu rozmieszczenia siarczków w stali na papierze fotograficznym nasyconym słabym roztworem wodnym H₂SO₄.Badania mikroskopowe przeprowadza się przy użyciu mikroskopu metalograficznego na specjalnie przygotowanych próbkach w postaci zgładu metalograficznego w stanie nie trawionym lub trawionym. Obserwacja mikrostruktury pod mikroskopem pozwala na:- określenie wielkości i kształtu ziaren, z których składa się, dany metal lub stop,- wykrywanie wtrąceń niemetalicznych oraz wad wewnętrznych,- identyfikowanie poszczególnych składników fazowych i strukturalnych,- określenie zastosowanej technologii wytwarzania wyrobów, jak:odlewanie, przeróbka plastyczna, obróbka cieplna.

Przygotowanie zgładów do badań na mikroskopie świetlnym obejmuje następujące czynności;- wycięcie próbki,- szlifowanie powierzchni,- polerowanie powierzchni,- trawienie powierzchni.Podczas wycinania należy zwracać uwagę, aby nie spowodować żadnych zmian strukturalnych, wywołanych zgniotem lub nagrzaniem. Wycięte próbki powinny w sposób jednoznaczny i wszechstronny charakteryzować strukturą badanego metalu lub stopu. Po wstępnej obróbce mechanicznej zgłady szlifuje się na papierach ściernych o coraz drobniejszym ziarnie. Proces szlifowania kończy się na papierach o gradacji "600" lub "800", przy czym powierzchnia próbki pozostaje jeszcze matowa.Kolejnym zabiegiem jest polerowanie, które ma na celu doprowadzenie zgładu do stanu zwierciadlanego, bez jakichkolwiek rys.Polerowanie można przeprowadzić w sposób mechaniczny na specjalnych polerkach wyposażonych w tarcze, pokrytą filcem. Jako środek polerski stosuje się wodną zawiesinę, tlenku glinu lub pastę diamentową. Ocenę jakości wypolerowanej powierzchni przeprowadza się na mikroskopie przy 100-krotnym powiększeniu. Obecnie coraz częściej stosuje się polerowanie elektrolityczne

Trawienie stali to proces chemiczny, który pozwala na odbudowanie warstwy pasywnej, poprzez usunięcie przebarwień termicznych, naleciałości ferrytowych (rdzy) spowodowanych obróbką termiczną lub mechaniczną. Proces ten również powoduje zmniejszenie naprężeń międzykrystalicznych. Trawienie można przeprowadzić kilkoma metodami w zależności od specyfiki wyrobu oraz możliwościami technicznymi. Najbardziej popularną i powszechną metodą trawienia jest trawienie pastą nanoszoną pędzlem wyłącznie na spoinę i strefę przegrzania termicznego. Inne metody trawienia, to: trawienie całych powierzchni wraz ze szwami spawalniczymi poprzez natrysk preparatu na powierzchnię wyrobu lub zanurzenie wyrobu w kąpieli trawiącej . Inną alternatywą do metody zanurzeniowej jest metoda przepływowa, stosowana głównie w instalacjach rurociągowych.

Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) umożliwia obserwację próbek litych, bez konieczności pracochłonnego przygotowania cienkich folii. Po przygotowaniu odpowiedniego składu jesteśmy w stanie obserwować nie tylko warstwę wierzchnią próbki (jej topografię i strukturę), ale również uzyskiwać informacje o budowie wewnętrznej materiału. Ideą SEM jest skanowanie badanej powierzchni zogniskowaną wiązką elektronów. Podczas skanowania odpowiedni detektor zbiera sygnały, emitowane z każdego punktu próbki.

Do tworzenia obrazu wykorzystywane są sygnały wtórne, generowane na skutek oddziaływania wiązki pierwotnej elektronów z próbką. Są to głównie:elektrony wtórne,elektrony wstecznie rozproszone,elektrony Auger'a,promieniowanie rentgenowskieElektronowy mikroskop skaningowy składa się z:działa elektronowego, gdzie wytwarzana jest wiązka elektronów,kolumny, w której następuje Przyśpieszenie ogniskowanie wiązki elektornów,układu próżniowego,komory próbki, w której elektrony wiązki oddziałują z próbką,zestawu detektorów odbierających różne sygnały emitowane przez próbkę,systemu przetwarzania sygnału na obraz. Próba Baumanna:Dotyczy ona wykrywania rozmieszczenia w próbce siarki, która jest bardzo szkodliwą domieszką. Jej zawartość w stali nie może przekroczyć 0,06 [%].Siarka wydziela się w postaci siatki na granicach ziarn. Powoduje ona kruchość „na gorąco” w dwu zakresach temperatur. W temperaturze od 800 do 1000 [°C] posiada niedostateczną plastyczność, natomiast od 1200 [°C] powoduje zanik spójności granic ziarn w skutek topienia się siarczków. Próbę Baumanna przeprowadza się za pomocą papieru fotograficznego moczonego w roztworze kwasu siarkowego i położonego na wygładzonej powierzchni próbki. Kwas siarkowy reaguje z siarczkami tworząc siarkowodór:Który następnie reaguje z bromkiem srebra:Powstały siarczek srebra powoduje na papierze powstanie brunatnych zaćmień sygnalizujących istnienie skupień siarki w metalu.