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顯微組織（microstructure）是指將用適當方法（如侵蝕）處理后的金屬試樣的磨面或其復型或用適當方法制成的薄膜置于光學顯微鏡或電子顯微鏡下觀察到的組織。        

鋼鐵顯微組織是在金相顯微鏡或電子顯微鏡下看到的鋼和鑄鐵中由基本組成單元構成的聚合體。用金相顯微鏡觀察時試樣表面應磨平拋光，并用適宜的侵蝕劑稍加侵蝕。用電子顯微鏡觀察時，需要進行更加復雜的試樣準備工作。不同含碳量和合金成分的鋼或鑄鐵，其顯微組織各不相同。同一成分的鋼或鑄鐵，經過不同的金屬熱處理后也具有不同的顯微組織。不同的顯微組織具有不同的性能，因此鋼鐵可以通過熱處理獲得不同的性能。鋼鐵顯微組織分析是研究鋼鐵和評定鋼鐵制品質量的重要手段。 

鋼的顯微組織包含：鐵素體、滲碳體、珠光體、魏式組織、貝氏體（其中又分為上貝氏體、下貝氏體、和粒狀貝氏體）、奧氏體、馬氏體、回火馬氏體、回火托氏體、回火李氏體等。