钢制的机器零件、工具、量具、刃具等在热处理时经过加热、保温、冷却等过程，但在加热时，由于有慢速加热和快速加热，在冷却时也有快速冷却和慢速冷却，还有加热保温的温度高低等等的不同。在这些复杂交替的过程中，钢铁内部要发生各种性能的变化。萁中有物理、化学性能的变化；有内部金相组织（即晶体结构及其分布状况）的变化；这些变化都有可能引起工件的外形变化首先，大棚钢管在加热或冷却时有膨胀缩小的性质。其次，表面和心部加热或冷却的速度不同，这个不同就能使工件膨胀和缩小出现不平衡，从而产生内部原子之间的力的作用，这个力我们叫内力（单位截面积所具有的内力称应力。因加热或冷却产生的应力称为热应力）。最值得重视的是，工件在加热或冷却时，有金相组织的转变，简称相变。金属相变都伴有比容（就是单位重量所占的容积）的变化，也就是产生体积的变大或缩小。比如工件各部位由于温度的差距造成相变时间上的、数量上的差别而产生应力。这种应力称之为组织应力。组织应力可以发生在加热过程也可以发生在冷却过程。这种应力也是热处理过程中必然的现象。上面讲的工件应力是热处理过程中产生的热应力和组织应力。产生应力的原因还有一种是机械外力作用在工件上造成的。比如对大棚钢管进行拉伸压缩、弯曲、扭转等力的作用，这种施加到钢件的力，钢内部的原子，也产生力的传递作用，这种应力就叫机械应力。工件经过冷加工，如车、钳、铣、刨、冲压、锻打等后都储藏有机械应力。工件在热处理时由于各种应力的发生和作用到工件内，就使工件发生变形。工件变形有几种表现形式，比如工件发生歪扭，弯曲，圆变椭圆，正方变长方等等，即工件发生几何形状的变化称做畸变；还有工件在热处理时发生几何尺寸的变化，即尺寸的伸长或编短，如圆环的增大和缩小等等。

        只发生尺寸的变化称为形变。畸变和形变的总称为变形。在热处理时，形变和畸变是同时发生的。但由于各种内因、外因的不同，两种变形的程度又是不同的工件在淬火或回火的热处理工艺过程中，有时发生开裂现象。开裂有粉碎性开裂和裂纹性开裂。开裂当然也是变形的一种形式。大棚钢管的内部组织及其性质，对钢在热处理时的变形有很大关系，只有弄懂了钢的内部组织和性质，才能掌握钢在热处理时的变形规律。原来钢在热处理的变形，其中一个很重要的因素就是相变造成的所谓组织应力。如果我们了解了钢在热处理过程中每一阶段的相和组织结构的状态，那么，对我们采取各种措施防止变形，以及变形后的校正工作都有一定的导意义。现在首先把钢内在不同条件下有可能形成的相或组织谈谈，然后再来谈谈钢在不同条件下形成的相以及数量上的分析。铁素体：就是碳和其它元素溶解在a铁中的固溶体。含碳量在004%以下。它的机械强度和硬度较低，塑性较好；强度极限为25公斤/厘米，延伸率为50%，断面收缩率为8%，碳度HB=80~100.它的结晶格子为体心立方晶格，即与a-Fe相似。大棚钢管的退火状态都存在一定数量的铁素体，含碳越低的钢，铁素体量越高。亚共析钢（即含碳量低于08%的）有单独的铁素体晶粒存在，而共析钢（即含碳量为08%的）和过共析钢（碳含量大于0.8%的）则与渗碳体共析为珠光体。渗碳体：即铁与碳的化合物，即Fe3C（含碳量为667%）它的机械性能是硬而脆HB=745~760.结晶格子为密堆原子的正交体。渗碳体存在于钢的退火状态，碳的含量越高渗碳体量越多，所以钢的含碳量越高，其塑性就越差。

        珠光体：为铁素体和渗碳体的共析混合物〔即a-Fe（c）+Fe3c）。碳的浓度为08%，珠光体的硬度与它自己的形状有关。渗碳体在钢中有两种形状，一种为片状渗碳体的珠光体称片状珠光体，另一种为球状渗碳体叫球状珠光体。一般说来，球状珠光体的塑性比片状珠光体的塑性好。退火状态的各种钢中都存在珠光体，在共析钢和亚共析钢中，含碳量愈高其珠光体的比例意大。奥氏体：碳和其它合金元素溶解在y-Fe中的固溶体YFe（e）。碳含量在2%以下。硬度较低HB70~220，塑性较好。它存在于723℃以上的钢中。在淬火冷却过鞋中关钢以过冷奥氏体状态存在，直到马氏体转变温度以于奥氏体才能变为马氏体。但往往还留有一部分残余奥氏体当然，它仍然是不稳定的组织，随着条件的变化或时间延长，残余奥氏体有向马氏体转变的趋势。索氏体奥氏体在600~650℃温度范围内转变的产物，即是铁素体和球状渗碳体的混合物。它与珠光体不同之点是分散性教大（也叫弥散度大而且硬度较高。崔通碳素钢正火和淬火后高温回火（500以上），都可以获得索氏体。它的硬度为HB270~320.有一定的塑性。