制造汽輪機零件鋼和合金結構的微小變化需電子顯微鏡
對于塑性金屬材料來說，延伸率不能足夠精確表征金屬的展性，收縮率能很精確表征該
金屬材料的展性程度。但是，對于脆性金屬材料來說，延伸率比收縮率更能精確表征金屬的
塑性。
金屬的韌性是指當逐漸增加塑性變形直至金屬破壞為止時的金屬吸收機械能的能力。沖
擊彎曲載荷試驗時，在有削弱切口的試樣橫截面單位面積上使試樣破壞所耗費的功，叫做比沖
擊韌性。這個特性對金屬結構狀態的微小變化很敏感，如果金屬內部晶間或晶粒內表面有
脆性夾層、或者存在脆性片狀雜質(例如石墨)和晶粒界面有易熔成分的極少量熔化的話，
那么沖擊韌性就會減少(有時會減少好幾倍)。
一些在2000倍的光學顯微鏡中都不能觀察到(有時甚至在電子顯微鏡內才能勉強觀察
到)的合金結構的微小變化，也會對沖擊韌性的數值產生影響。
如果用來制造汽輪機基本零件的鋼和合金，經過不同程度擠壓軋制變形，然后用被擠壓
的金屬制造試樣，那么我們可得到如下的規律性：屈服極限、強度極限和硬度都會增加；而
延伸率、收縮率和韌性都會減少。上述現象是因為個別晶粒的規則結構受到破壞和晶粒細化
使金屬大大強化而產生的。
韌性破壞的特點是它的整個過程可分為兩個階段：塑性變形和本身的破壞。試驗結果指
出，對于同一種鋼材來說，當試樣和試驗條件(溫度和介質等)一樣時，有
較高沖擊韌性的試樣和有較低沖擊韌性的試樣，有相同的斷口顆粒尺寸和顏色光澤。電子顯
微鏡的研究指出，這兩類的試樣都有塑性和脆性的破壞區域。但是，在有較低沖擊韌性數值
的試樣的斷口處，脆性破壞區將占50％以上的面積。晶粒的不均勻性也會降低沖擊韌性的數
值。
現在，我們已廣泛采用“脆性轉變溫度”這個術語來估計合金的脆性破壞傾向(這個溫
度也可叫做合金從韌性狀態過渡到脆性狀態的臨界溫度)。轉變溫度的降低會大大加劇金屬
脆性破壞程度(與轉變點下降程度有關)。這個溫度可用沖擊試樣斷口存在50％纖維結構(亦
即50％的纖維)來確定。
轉變溫度與真實晶粒尺寸、晶粒微結構、碳(硫、磷)的局部偏析和其他一些因素關；
特別危險的是硫的偏析線存在。真實晶粒尺寸愈大，硫的偏析愈加厲害，這會提高
從韌性狀態過渡到脆性的臨界溫度。在其他條件相同的情況下，對于每一種牌號的鋼材的臨
界轉變溫度，都會隨大型鍛件(轉子、軸)的外部到中心的方向增加；
