如果将一小块纯铁锯下，将其横截面磨光，然后在酸溶液（95%乙醇+5%酸）中蚀刻，用水清洗和干燥，可以将其放置在100~2000的大容器中，并在光学显微镜下观察其微观结构。图11显示了纯铁的微观结构。所谓不锈钢管和合金的微观结构，是指在显微镜下或多种晶型相互结合的特征。它本质上反映了不锈钢管和合金的内部结构及其与化学成分和性能的关系。近几十年来，虽然先进的实验技术和设备，如X射线衍射仪和电子显微镜，已被用来揭示不锈钢管更精细的内部结构，光学（金相学）显微镜观察到的结构仍然是识别不锈钢管和合金内部结构的重要组成部分

纯金属的微观结构与纯铁相同。它由许多形状不规则的多边形晶体组成。每形状不规则的晶体称为晶粒；晶粒间的界面称为晶界

晶粒的横截面尺寸一般在0.1~0.025mm之间。在特定条件下，如铸件状态下的组织或在高温下长期加热后的组织，无需借助显微镜即可看到粗大的晶粒。工业不锈钢管和合金是多晶物质。虽然多晶中每个晶粒的形状都是不规则的，但其内部的晶格排列方向通常是规则且一致的。然而，在多晶体中，晶粒之间的晶格取向彼此不同，也就是说，原子排列最接近的晶面或原子间距最小的晶体取向位于晶粒之间的任何方向。这样，在多晶体中，单晶的各向异性相互抵消。它显示了多晶的各向同性。例如，多晶铁的弹性模量大致为上述两个数字的平均值，约为21000 kg/mm2；钢的抗拉强度为24 kg/mm2。如果多晶904L不锈钢管受到单向压力变形（冷轧和冷拔），则每个晶粒的晶格取向趋于一致，多晶仍然可以表现出各向异性

晶界是晶格取向不一致的晶粒之间的界面（图）晶界上的原子在相邻晶体中原子的不平衡力作用下排列不规则，即晶格严重扭曲。由于晶界上的原子处于不平衡位置，它们比晶粒内的原子具有更高的能量，这反映在晶界易受侵蚀的事实上对晶界的性质有很大影响。在高温下，晶界原子在热能的作用下具有更大的活化能力；在低温下，904L不锈钢管的晶界原子在纵横交错的晶粒之间“冻结”并牢固结合，这表明晶界对904L不锈钢管的内部结构变化和力学性能有重要影响。这将在后面的相关内容中介绍。