将TP321大直径厚壁钢管的平均化学成分计算成铬和镍的当量，代入不锈钢的结构图。可以看出，经高温快速冷却后的TP 321组织位于马氏体铁素体奥氏体组织区域，因此，淬火后的TP321大直径厚壁钢管中经常存在残余奥氏体。

大直径厚壁钢管高温冷却后组织中的残余奥氏体与以下三个因素有关。

(1)由于厚壁钢管冷却结晶过程中合金元素的偏析，大量稳定奥氏体不锈钢的元素(如枝晶和枝晶)在一些地方积累，增加了该处奥氏体的稳定性，在冷却过程中不能完全分解；

(2)由于TP321大直径厚壁钢管的化学成分在稳定的奥氏体，304不锈钢无缝管较高，碳氮含量在这方面影响最大。

(3)随着淬火温度过高，一方面，奥氏体大直径厚壁钢管中的溶解碳和合金元素增加，奥氏体稳定性增加。另一方面，由于铁素体高温降水，奥氏体的增稳元素相对增多。这样，大直径钢管的马氏体相变点(M)可以降低到零以下，奥氏体不能在淬火过程中完全转变成马氏体，奥氏体的一部分保持在钢的常温结构。

就残余奥氏体TP321大直径厚壁钢管本身而言，它是一种低强度高塑性结构。然而，经调质处理后的组织中发现了带有残余奥氏体的TP 321大直径厚壁钢管。经常发现厚壁管的强度显著增加，不锈钢换热管而塑性和冲击韧性显著降低。