如果將一小塊純鐵鋸下，將其橫截面磨光，然后在酸溶液（95%乙醇+5%酸）中蝕刻，用水清洗和干燥，可以將其放置在100~2000的大容器中，并在光學顯微鏡下觀察其微觀結構。圖11顯示了純鐵的微觀結構。所謂不銹鋼管和合金的微觀結構，是指在顯微鏡下或多種晶型相互結合的特征。它本質(zhì)上反映了不銹鋼管和合金的內(nèi)部結構及其與化學成分和性能的關系。近幾十年來，雖然先進的實驗技術和設備，如X射線衍射儀和電子顯微鏡，已被用來揭示不銹鋼管更精細的內(nèi)部結構，光學（金相學）顯微鏡觀察到的結構仍然是識別不銹鋼管和合金內(nèi)部結構的重要組成部分

純金屬的微觀結構與純鐵相同。它由許多形狀不規(guī)則的多邊形晶體組成。每形狀不規(guī)則的晶體稱為晶粒；晶粒間的界面稱為晶界

晶粒的橫截面尺寸一般在0.1~0.025mm之間。在特定條件下，如鑄件狀態(tài)下的組織或在高溫下長期加熱后的組織，無需借助顯微鏡即可看到粗大的晶粒。工業(yè)不銹鋼管和合金是多晶物質(zhì)。雖然多晶中每個晶粒的形狀都是不規(guī)則的，但其內(nèi)部的晶格排列方向通常是規(guī)則且一致的。然而，在多晶體中，晶粒之間的晶格取向彼此不同，也就是說，原子排列最接近的晶面或原子間距最小的晶體取向位于晶粒之間的任何方向。這樣，在多晶體中，單晶的各向異性相互抵消。它顯示了多晶的各向同性。例如，多晶鐵的彈性模量大致為上述兩個數(shù)字的平均值，約為21000 kg/mm2；鋼的抗拉強度為24 kg/mm2。如果多晶904L不銹鋼管受到單向壓力變形（冷軋和冷拔），則每個晶粒的晶格取向趨于一致，多晶仍然可以表現(xiàn)出各向異性

晶界是晶格取向不一致的晶粒之間的界面（圖）晶界上的原子在相鄰晶體中原子的不平衡力作用下排列不規(guī)則，即晶格嚴重扭曲。由于晶界上的原子處于不平衡位置，它們比晶粒內(nèi)的原子具有更高的能量，這反映在晶界易受侵蝕的事實上對晶界的性質(zhì)有很大影響。在高溫下，晶界原子在熱能的作用下具有更大的活化能力；在低溫下，904L不銹鋼管的晶界原子在縱橫交錯的晶粒之間“凍結”并牢固結合，這表明晶界對904L不銹鋼管的內(nèi)部結構變化和力學性能有重要影響。這將在后面的相關內(nèi)容中介紹。