不銹鋼管的化學知識，細晶粒帶、柱狀晶帶和粗晶粒帶

在實際生產中，液態金屬在鑄錠模中結晶時，受到模壁散熱的影響。結晶后，在不銹鋼鑄錠的截面上獲得了幾種不同形狀和厚度的結構帶。不銹鋼鑄錠通常由三個晶粒區組成：細晶粒區、柱狀晶粒區和粗晶粒區。不銹鋼鑄錠外表面出現細晶粒帶。當高溫液態金屬剛剛注入模具時，與冷模具壁接觸的金屬液在淬火作用下產生大量晶核，每個晶核以樹枝狀結晶的形式向不同方向快速生長。它們相互接觸后，生長受阻，形成細晶區。粗糙的結晶器壁促進了形核，也是形成細晶區的原因

細晶帶形成后，盡管液態金屬向外的散熱速度因結晶器壁溫度的升高而減慢，但不銹鋼鑄錠截面上仍然存在較大的溫差。此時，由于上、下、左、右生長晶體的阻礙，在細晶帶底部生長的晶軸只能向垂直于結晶器壁的鑄錠中心生長，并與散熱方向相反，從而在柱狀晶帶的生長過程中形成所謂的具有方向性

的柱狀晶帶，由于外部散熱，尚未凝固的液體中心部分的溫度繼續下降。當它降低到凝固溫度時，被擠壓到液體中的顆粒起到晶核的作用。由于以冷形核的方式有少量的形核晶粒，結果是小樹枝晶的數量根據粗形核生長

細晶粒帶通常非常薄，對金屬性能沒有重要影響。至于柱狀晶帶，雖然晶體本身致密且固態，但在晶體之間的接合處聚集了低熔點雜質，結合力很差。在熱態下軋制和鍛造時，接頭處容易開裂。因此，對于包括鋼在內的高脆性金屬和合金，預計不會形成柱狀晶體；對于塑性良好的合金，如銅和銅合金，需要柱狀晶體穿透鑄錠，以獲得致密的鑄錠

在相同的重量條件下，大多數液態金屬的體積大于固態金屬的體積（與水冰相反），并且凝固過程不會在整個金屬體積內同時進行。因此，當不銹鋼錠逐層結晶時，金屬體積會縮小。如果在不銹鋼鑄錠或鑄件的最后凝固部分沒有液體補充，則由收縮引起的空洞稱為縮孔和氣孔?？s孔體積大，往往集中在不銹鋼錠的上部；松散體積小且分布廣泛

由于液態金屬中氣體的溶解量遠大于固態金屬，因此在凝固過程中氣體會逐漸從金屬中析出。在充分緩慢冷卻的條件下，沉淀氣體可以平靜地排出不銹鋼錠；在快速冷卻的條件下，沉淀氣體在不銹鋼錠排出之前留在不銹鋼錠中，形成氣泡

因此，除了上述三種結構帶外，不銹鋼錠通常還存在收縮、氣孔和氣泡等不足的地方。