不銹鋼管的金相學是什么？

在沒有回答不銹鋼管金相學這個問題之前，先了解一下化學要素及其構成對不銹鋼管和合金的性能起著怎樣的重要作用。

在純金屬方面，鎢的熔點達到3380℃，但水銀的熔點為零下39℃的金在潮濕的空氣下長時間不銹鋼，鐵表面生銹的銀阻系數為1.50×l0-6歐姆厘米，錳的阻系數為185×10-6歐姆厘米，鎂的比重為1.74克/厘米3上述數例說明了不同的金屬元素，具有完全不同的物理、化學和機械性能。

在合金方面，含有2.0%汨的銅合金，其強度比純銅高3倍以上的不銹鋼管中加入20%錳，磁鐵完全失去吸引作用的純鐵中含有幾萬分之幾的硫，在1000~1100℃的錘子鍛煉時，破裂成塊。這些例子也說明了各種化學要素的構成，對合金的性能產生了的影響。

在最熟悉的鐵和碳構成的鋼鐵材料中，也可以發現碳含量對鐵碳合金的性能有很大差異。例如，碳含量為0.3%的鐵碳合金(鋼)具有改變形狀而不破裂的能力，可以通過鍛造或軋制方法制作不同形狀的工件的碳含量為3.0%的鐵碳合金(生鐵)，無論是高溫還是室溫，都不能承受任何壓力加工來改變形狀碳含量為0.1%的鐵碳合金(低碳鋼)，硬度低，塑性高，是制造冷壓深沖壓產品的主要材料，碳含量為1.0%的鐵碳合金(高碳鋼)，硬度高，耐磨，是制造切削金屬的主要材料。這些例子也表明化學成分(含碳量)不同，鐵碳合金也表現出不同的性能。

現在我們固定不銹鋼管和合金的成分，用改變生產技術條件的方法，看看會發生什么。

例如，同一化學成分的生鐵水，一個澆在砂模上，使鐵水慢慢凝固冷卻，另一個澆在金屬模上，快速凝固冷卻，發現前者的斷口呈暗灰色，后者呈銀白色，前者脆性小，不易斷裂，后者脆性大，容易斷裂，前者硬度低，可以切削加工，后者硬度高，切削困難。

另外，碳含量為0.8%的兩根不銹鋼管，一根加熱到高溫(800℃左右)后，在爐子里慢慢冷卻，另一根加入同樣的溫度后，在水中急劇冷卻，結果后者的硬度比前者高3~4倍。

另外，純銅線材在室溫冷卻后，強度可以加倍以上。

從上述幾個例子可以看出，單憑化學成分不足以解釋性能差異的原因，這就要求我們更深入地考慮除化學成分外，還有哪些因素影響不銹鋼管和合金性能。討論不銹鋼管和合金的內部結構，成為考慮這個問題的主要方法。

不銹鋼管和合金的內部結構根據其研究范圍從微觀到宏觀，可分為原子結構、結晶結構、顯微組織和宏觀組織。原子結構是指構成要素的原子由更細的質量點構成，這些質量點是如何分布在原子內部的晶體結構是指原子用什么方法結合，原子用不銹鋼管和合金內部排列成那些樣式的顯微組織也稱為高倍組織，不銹鋼管和合金內部在放大率為30~1600倍的顯微鏡觀察下，各種晶體的形狀、大小、數量以及其分布樣式(近30年來，放大率為數千倍到數十萬倍的電子顯微鏡觀察不銹鋼管和合金內部更細的組織)

什么是金相學？現在馬上回答這個問題。

金相學是研究不銹鋼管和合金的各種結晶結構和顯微組織，影響其形成的外部條件(溫度變化、加工變形、澆注條件等)和內部因素(化學成分)以及與性能有關的科學。只有結合生產實踐，了解不銹鋼管和合金的結構組織和變化的基本規律，才能切實控制和改善不銹鋼管和合金的性能，正確加工不銹鋼管和合金，才能合理選擇和使用實際應用的不銹鋼材料。

本書以鐵碳合金為中心介紹金相學的基本內容，結合鋼熱處理介紹鋼化學成分、組織結構、性能關系的基本知識。