物質(zhi)是由原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)組成的(de)，鋼鐵也是這(zhe)樣。在(zai)常溫下，純鐵是由鐵原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)構成一(yi)個小的(de)立方體(ti)，在(zai)立方體(ti)的(de)每個角有(you)一(yi)個原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)，在(zai)八個原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)中(zhong)間有(you)一(yi)個原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)居中(zhong)。因為這(zhe)個小立方體(ti)的(de)中(zhong)心有(you)一(yi)個原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)，所(suo)以叫體(ti)心立方體(ti)。

 這(zhe)種(zhong)小的(de)晶體(ti)，好(hao)像(xiang)(xiang)方格(ge)，所以(yi)又叫晶格(ge)（或結(jie)晶格(ge)子）。由許多(duo)晶格(ge)整齊地排列起來，組成了鋼(gang)鐵(tie)。因為鋼(gang)的(de)鐵(tie)原(yuan)子排列整齊，好(hao)像(xiang)(xiang)層(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)壘起，所以(yi)在層(ceng)(ceng)與層(ceng)(ceng)之間，容易產生(sheng)(sheng)滑動，這(zhe)就(jiu)是鋼(gang)有(you)良(liang)好(hao)塑性(xing)(xing)的(de)原(yuan)因。生(sheng)(sheng)鐵(tie)因含有(you)大(da)量碳化鐵(tie)，好(hao)像(xiang)(xiang)許多(duo)砂粒撒(sa)在晶體(ti)之間，破壞了晶體(ti)的(de)整齊排列，使晶體(ti)幾乎不能滑移，這(zhe)是生(sheng)(sheng)鐵(tie)塑性(xing)(xing)差的(de)原(yuan)因。

 隨著溫度升高，鐵(tie)的原子(zi)產生振動(dong)(dong)，所以鋼鐵(tie)膨(peng)脹，溫度越(yue)高，震動(dong)(dong)越(yue)大，膨(peng)脹也(ye)(ye)越(yue)多。震動(dong)(dong)會使(shi)原子(zi)間距離增大，吸引力(li)減(jian)小，強度降低，所以在高溫時(shi)，鋼易(yi)變形，塑性(xing)也(ye)(ye)更好。

 問題并不(bu)是這樣簡單，鋼中除鐵以外，還有其他原子(zi)存在，這些原子(zi)對(dui)鋼的影響，決定了(le)鋼的不(bu)同性質，構成(cheng)了(le)品種繁多(duo)的鋼鐵大家庭。

 鋼(gang)以(yi)鐵原子為基礎構成晶格(ge)(ge)，如(ru)果(guo)鋼(gang)中(zhong)還有別的原子，這(zhe)些原子在晶格(ge)(ge)中(zhong)是怎樣就坐(zuo)(zuo)的，這(zhe)是個很有趣(qu)的問題。它們(men)就坐(zuo)(zuo)的位置(zhi)大概可以(yi)分為以(yi)下三種方式：

 我們把糖放(fang)到水(shui)里(li)攪(jiao)拌(ban)，糖就(jiu)溶(rong)入到水(shui)里(li)，成為糖水(shui)。有(you)些元素也向(xiang)糖一(yi)(yi)樣(yang)，能溶(rong)到鐵里(li)。這些元素的原(yuan)(yuan)(yuan)子一(yi)(yi)般和鐵原(yuan)(yuan)(yuan)子大小(xiao)(xiao)相(xiang)近，有(you)的比鐵原(yuan)(yuan)(yuan)子還小(xiao)(xiao)，如鎳、錳、碳(tan)、氫、硼等。由于(yu)溶(rong)入鐵中(zhong)的方(fang)式不同，有(you)的在原(yuan)(yuan)(yuan)來(lai)晶(jing)體的空隙中(zhong)就(jiu)坐。這叫間(jian)隙固(gu)溶(rong)體；有(you)的搶占了鐵原(yuan)(yuan)(yuan)子的座位(wei)，就(jiu)叫置換固(gu)溶(rong)體。這兩種方(fang)式，由于(yu)改(gai)變了晶(jing)格(ge)的形狀，從而也改(gai)變了鋼的性質。

 有些元(yuan)素(su)能與鐵(tie)(tie)(tie)原子或碳原子作(zuo)用，生產新的(de)(de)化(hua)合物(wu)(wu)。這些化(hua)合物(wu)(wu)的(de)(de)性(xing)質(zhi)和數量的(de)(de)多(duo)少，對鋼的(de)(de)性(xing)質(zhi)會產生重要的(de)(de)影響，如(ru)碳原子和鐵(tie)(tie)(tie)生產碳化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)，就改變了鋼的(de)(de)性(xing)質(zhi)。類似碳的(de)(de)元(yuan)素(su)有很多(duo)，如(ru)錳、鈦(tai)、鉻、釩等(deng)，這些元(yuan)素(su)單獨或同(tong)時加(jia)入，就形成許多(duo)不同(tong)的(de)(de)鋼種。

 第三種(zhong)方式：有些元素在鐵中(zhong)(zhong)即能(neng)和鐵形(xing)成(cheng)化(hua)合(he)物，又(you)有一部分原子能(neng)溶于(yu)鐵中(zhong)(zhong)，形(xing)成(cheng)固溶體。這一方式因(yin)兩種(zhong)情況混(hun)(hun)合(he)存在，所以叫機(ji)械(xie)混(hun)(hun)合(he)物，如碳(tan)原子即能(neng)和鐵形(xing)成(cheng)碳(tan)化(hua)鐵，有能(neng)以石墨(mo)狀(zhuang)態溶于(yu)鐵中(zhong)(zhong)。機(ji)械(xie)混(hun)(hun)合(he)物由于(yu)保持(chi)了自己的晶體特(te)性，所以它在鐵基體中(zhong)(zhong)的數量(liang)多少、晶體大小、形(xing)狀(zhuang)特(te)點、分布狀(zhuang)況等，都會對鋼的性質產生不同的影響。

 鋼鐵的(de)品種(zhong)繁多，這不僅是由于能夠摻到鋼中(zhong)的(de)元素很多，而且又因各種(zhong)元素有著不同的(de)作用。隨著生產日益(yi)增長的(de)需要，新的(de)鋼種(zhong)也是層出不窮的(de)。