不锈钢管的化学知识，细晶粒带、柱状晶带和粗晶粒带

在实际生产中，液态金属在铸锭模中结晶时，受到模壁散热的影响。结晶后，在不锈钢铸锭的截面上获得了几种不同形状和厚度的结构带。不锈钢铸锭通常由三个晶粒区组成：细晶粒区、柱状晶粒区和粗晶粒区。不锈钢铸锭外表面出现细晶粒带。当高温液态金属刚刚注入模具时，与冷模具壁接触的金属液在淬火作用下产生大量晶核，每个晶核以树枝状结晶的形式向不同方向快速生长。它们相互接触后，生长受阻，形成细晶区。粗糙的结晶器壁促进了形核，也是形成细晶区的原因

细晶带形成后，尽管液态金属向外的散热速度因结晶器壁温度的升高而减慢，但不锈钢铸锭截面上仍然存在较大的温差。此时，由于上、下、左、右生长晶体的阻碍，在细晶带底部生长的晶轴只能向垂直于结晶器壁的铸锭中心生长，并与散热方向相反，从而在柱状晶带的生长过程中形成所谓的具有方向性

的柱状晶带，由于外部散热，尚未凝固的液体中心部分的温度继续下降。当它降低到凝固温度时，被挤压到液体中的颗粒起到晶核的作用。由于以冷形核的方式有少量的形核晶粒，结果是小树枝晶的数量根据粗形核生长

细晶粒带通常非常薄，对金属性能没有重要影响。至于柱状晶带，虽然晶体本身致密且固态，但在晶体之间的接合处聚集了低熔点杂质，结合力很差。在热态下轧制和锻造时，接头处容易开裂。因此，对于包括钢在内的高脆性金属和合金，预计不会形成柱状晶体；对于塑性良好的合金，如铜和铜合金，需要柱状晶体穿透铸锭，以获得致密的铸锭

在相同的重量条件下，大多数液态金属的体积大于固态金属的体积（与水冰相反），并且凝固过程不会在整个金属体积内同时进行。因此，当不锈钢锭逐层结晶时，金属体积会缩小。如果在不锈钢铸锭或铸件的最后凝固部分没有液体补充，则由收缩引起的空洞称为缩孔和气孔。缩孔体积大，往往集中在不锈钢锭的上部；松散体积小且分布广泛

由于液态金属中气体的溶解量远大于固态金属，因此在凝固过程中气体会逐渐从金属中析出。在充分缓慢冷却的条件下，沉淀气体可以平静地排出不锈钢锭；在快速冷却的条件下，沉淀气体在不锈钢锭排出之前留在不锈钢锭中，形成气泡

因此，除了上述三种结构带外，不锈钢锭通常还存在收缩、气孔和气泡等不足的地方。