大多数大口径钢管材料都不是纯粹金属，而是合金。为了达到某种特殊用途，人们虽然制取高纯度的大口径钢管，但更精确地说，即使是最最纯净的大口径钢管电仍然是合金。纯度为99.9999%的一克金属内尚含有几千万亿个作为杂质的外来原因。

    在炼合金的时候，人们有意识地在一种大口径钢管里加入另一种或多种金属，甚至加入非金属。大口径钢管的性质可以通过炼制合金的方法来改变。比如，比较软的钢管加入合金元素锡以后，就可以得到性质硬得多的合金钢。为改变这种大口径钢管器物的耐用性，这种大口径钢管就得跟其它各种金属炼成合金。纯金很软，也容易变形，所以很不耐用。铁主要是跟碳合金丽成为钢或铸铁。合金钢除了含碳外还含有其泡合金元素，如锰、镍、铬等。

    冶炼合金的目的是改善某种大口径不锈钢管材料的使用性能或加工性能。要同时使所有性能都得到改善是不可能的。因此，往往采取折中的办法。比如说，合金钢管比普通304材质大口径钢管坚硬，可是它的弹性就小了。纯净的铝导电能力虽然比它的每一种合金都强，但它的坚硬度就差得多了。冶金学家首先考虑问题是如何更好地改善大口径钢管的性能。一把刀或一柄斧头，应该尽可能地保持长期锋利；一只钟必须声音洪亮，一种浇注材料应具有良好的流动性，从而能注满模子；一种桥梁结构钢应该具有强度高、韧性好和可焊接性强的特点；一种轴承合金必须具有耐磨性。在大多数情况下，只有经过多次大口径钢管和经过特定的处理才能达到所要求的性能。在人们还不能从基础理论对大口径钢管技术作出科学解释的时候，存在着许多神秘的做法。有些偶然发现的大口径钢管之间的关系就被当作家庭或同业的秘密而保守起来。

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