物質是(shi)(shi)由原(yuan)子(zi)組成的，鋼(gang)鐵(tie)也是(shi)(shi)這樣。在常溫下，純(chun)鐵(tie)是(shi)(shi)由鐵(tie)原(yuan)子(zi)構成一(yi)(yi)個小的立(li)方(fang)體(ti)(ti)，在立(li)方(fang)體(ti)(ti)的每個角有一(yi)(yi)個原(yuan)子(zi)，在八個原(yuan)子(zi)中(zhong)間有一(yi)(yi)個原(yuan)子(zi)居(ju)中(zhong)。因(yin)為這個小立(li)方(fang)體(ti)(ti)的中(zhong)心有一(yi)(yi)個原(yuan)子(zi)，所以叫(jiao)體(ti)(ti)心立(li)方(fang)體(ti)(ti)。
這(zhe)種(zhong)小的(de)晶(jing)體，好像方格，所以又叫(jiao)晶(jing)格（或結晶(jing)格子）。由(you)許多(duo)(duo)晶(jing)格整(zheng)齊地排(pai)列(lie)起來，組(zu)成了鋼(gang)鐵(tie)(tie)。因(yin)(yin)為鋼(gang)的(de)鐵(tie)(tie)原子排(pai)列(lie)整(zheng)齊，好像層(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)壘起，所以在層(ceng)(ceng)與層(ceng)(ceng)之(zhi)間(jian)，容易產(chan)生滑動，這(zhe)就是鋼(gang)有(you)良好塑性的(de)原因(yin)(yin)。生鐵(tie)(tie)因(yin)(yin)含有(you)大(da)量(liang)碳化鐵(tie)(tie)，好像許多(duo)(duo)砂粒撒在晶(jing)體之(zhi)間(jian)，破壞(huai)了晶(jing)體的(de)整(zheng)齊排(pai)列(lie)，使晶(jing)體幾(ji)乎不能滑移，這(zhe)是生鐵(tie)(tie)塑性差的(de)原因(yin)(yin)。
隨(sui)著溫(wen)度(du)升高，鐵(tie)的原(yuan)子產(chan)生振(zhen)動，所以鋼鐵(tie)膨脹，溫(wen)度(du)越(yue)高，震(zhen)動越(yue)大，膨脹也(ye)越(yue)多(duo)。震(zhen)動會(hui)使原(yuan)子間距離增大，吸引力減(jian)小，強度(du)降低，所以在(zai)高溫(wen)時(shi)，鋼易變形，塑性也(ye)更好。
問題并不是(shi)這樣簡單，鋼中除(chu)鐵(tie)以外，還有其他原(yuan)子存在，這些(xie)原(yuan)子對鋼的(de)(de)影響，決定了鋼的(de)(de)不同性質，構成了品種(zhong)繁(fan)多的(de)(de)鋼鐵(tie)大家庭(ting)。
鋼以(yi)(yi)鐵原子為(wei)基礎構成(cheng)晶(jing)格(ge)，如果鋼中還(huan)有別的(de)原子，這(zhe)些原子在晶(jing)格(ge)中是(shi)怎樣(yang)就(jiu)坐(zuo)的(de)，這(zhe)是(shi)個(ge)很有趣的(de)問題。它們就(jiu)坐(zuo)的(de)位置大概(gai)可以(yi)(yi)分為(wei)以(yi)(yi)下三(san)種方式(shi)：
我(wo)們把(ba)糖(tang)放(fang)到(dao)水(shui)(shui)里攪拌(ban)，糖(tang)就溶(rong)(rong)入到(dao)水(shui)(shui)里，成(cheng)為糖(tang)水(shui)(shui)。有些元素(su)也(ye)向(xiang)糖(tang)一樣，能溶(rong)(rong)到(dao)鐵(tie)里。這些元素(su)的原(yuan)子(zi)(zi)一般和鐵(tie)原(yuan)子(zi)(zi)大小(xiao)相(xiang)近，有的比鐵(tie)原(yuan)子(zi)(zi)還小(xiao)，如(ru)鎳、錳、碳(tan)、氫、硼等(deng)。由于(yu)溶(rong)(rong)入鐵(tie)中的方式不同，有的在原(yuan)來晶體(ti)的空(kong)隙中就坐。這叫間隙固溶(rong)(rong)體(ti)；有的搶(qiang)占了(le)鐵(tie)原(yuan)子(zi)(zi)的座(zuo)位，就叫置換固溶(rong)(rong)體(ti)。這兩種方式，由于(yu)改變了(le)晶格(ge)的形狀，從而也(ye)改變了(le)鋼的性質。
有些元素能與鐵(tie)(tie)原子或碳(tan)(tan)原子作用，生產新(xin)的(de)化(hua)合物。這(zhe)些化(hua)合物的(de)性(xing)質和(he)數量的(de)多(duo)少，對鋼的(de)性(xing)質會產生重要的(de)影響，如碳(tan)(tan)原子和(he)鐵(tie)(tie)生產碳(tan)(tan)化(hua)鐵(tie)(tie)，就(jiu)改(gai)變了鋼的(de)性(xing)質。類似(si)碳(tan)(tan)的(de)元素有很多(duo)，如錳、鈦、鉻(ge)、釩等(deng)，這(zhe)些元素單獨或同(tong)時加入，就(jiu)形成(cheng)許多(duo)不同(tong)的(de)鋼種。
第三種(zhong)方(fang)式(shi)：有(you)些(xie)元(yuan)素在(zai)(zai)鐵中即(ji)能(neng)和鐵形成化(hua)合物(wu)，又有(you)一(yi)部分原子能(neng)溶(rong)(rong)于(yu)鐵中，形成固(gu)溶(rong)(rong)體(ti)。這一(yi)方(fang)式(shi)因兩種(zhong)情況混(hun)合存在(zai)(zai)，所以(yi)(yi)(yi)叫機(ji)械混(hun)合物(wu)，如碳原子即(ji)能(neng)和鐵形成碳化(hua)鐵，有(you)能(neng)以(yi)(yi)(yi)石(shi)墨狀態溶(rong)(rong)于(yu)鐵中。機(ji)械混(hun)合物(wu)由于(yu)保持了自己的晶體(ti)特性，所以(yi)(yi)(yi)它在(zai)(zai)鐵基體(ti)中的數量多少、晶體(ti)大小、形狀特點、分布(bu)狀況等，都(dou)會對鋼的性質產生不同的影響。
鋼鐵的(de)品種(zhong)繁(fan)多，這不(bu)僅是由于能夠摻(chan)到鋼中的(de)元(yuan)素(su)很多，而(er)且又因各種(zhong)元(yuan)素(su)有著不(bu)同(tong)的(de)作用。隨著生產日益增長的(de)需要(yao)，新的(de)鋼種(zhong)也是層出(chu)不(bu)窮的(de)。
