从不锈钢钢管材料组织成分平衡图可以看出，铁素体(α相)只能固溶0.1%以下的氮，因此，钢在氨气中加热时就形成铁的氮化物。在氮化表面形成的这些氮化物饱和层，作显组织观察时，由于它不受所用侵蚀试剂腐蚀，故呈现为白亮层。白亮层容易剥落，所以，氮化后必须用精加工除去，因此可以把白亮层看做伴随氮化产生的一种缺陷。用氨气进行氮化，通过分解产生的原子氮被钢吸附和扩散，再和存在于钢内的Al、Cr等结合形成细小的化合物，在铁素体晶粒内引起很大畸变而使之硬化。未参与氮化的氮变成惰性分子态氮从炉中排出。不锈钢管  图中所示是混合气氛与不同温度下处于平衡的Fe-N相的关系。所以，氨的分解气和氨气的混合气体，即NH3+N2+H2的氮化气氛，可以获得具有与氨分压或者说是氨的分解率相对应的氮化铁表面的氮化层。图中所示是不锈钢钢管在500℃与550℃氮化24小时的情况下，氨的分解率、氮化量以及表面生成相间的关系。从以上结果可以看出，不在生成白亮层的氮化条件下，就不能获得充分的氮化效果。二段氮化法在氮化后期用高分解率的气氛，仅能促进氮在钢中的扩散，试图减轻白亮层。但需要注意的是，与此同时氮化铁容易从晶界上成网状析出，而成为发生剥落的原因。

奥氏体不锈钢管的成分、变形方式和热处理工艺等都会对微观组织比如亚结构、晶粒尺寸产生影响，进而影响其力学性能。关于传统奥氏体不锈钢如304、316不锈钢板、带材的微观组织和力学性能的研究比较多。研究表明，固溶温度与合金中第二相的溶解以及溶解时扩散的速度密切相关，合适的固溶温度不仅可以使第二相得到充分的溶解，而且可以加快难溶相的扩散速度。温度低、扩散速度小，达到相同的固溶效果需要的时间就越长。但温度过高，晶粒之间相互吞并，晶粒容易变得粗大，从而降低材料的力学性能。奥氏体不锈钢管通过1050～1150℃的固溶处理，可以让碳化物溶于奥氏体中，然后采用水淬快冷，将奥氏体保持到室温下，从而提高不锈钢管的抗晶间腐蚀性能。00Cr18Ni10N超低碳奥氏体具有较低的C含量，采用传统奥氏体不锈钢管的固溶处理工艺，由于间隙原子C的减少会弱化固溶强化效果[7]。因此，研究超低碳不锈钢管热处理工艺对其组织与力学性能影响的演化规律，并在此基础上通过合理的工艺处理使不锈钢管具有高强度与塑性的良好配合具有重要意义。