大直径厚壁钢管及合金的强度(包括低温和高温强度)取决于两个主要因素：原子间的结合力和微观结构状态。一般来说，原子间的结合力主要因大直径厚壁钢管基体的性质(以熔点、弹性模量、自扩散系数、特征温度等为特征)而不同。)。溶解在基体(固溶体)中的合金元素只能在小范围内改变原子间的结合力。尽管各种处理过程不能显著改变原子间的结合力，但它们可以极大地改变组织状态。

众所周知，在大直径厚壁钢管强度和其中包含的缺陷密度之间的不锈钢管生产厂家曲线上存在最小值。可以看出，改变组织状态有两种方法来提高大直径厚壁钢管的强度：一是尽可能减少大直径钢管中所含的缺陷，使其接近理想的完整晶体，同时让所有原子参与抵抗外应力的作用，达到接近理论值的强度水平(E/10或G/5)。例如，纯铁晶须的抗拉强度已经可以达到700千克/毫米甚至更高。其次，大量位错通过某些加工处理被进一步引入到已经包含大量各种缺陷的工业材料中，并且导致阻碍位错运动的各种障碍。此时，由于位错的相互阻挡或溶质原子、析出相、晶界，亚组织等形成的障碍物的阻挡，外部应力作用下的滑动过程变得困难，从而达到提高强度的效果。虽然后一种方法在提高大直径厚壁钢管强度方面不如前一种方法，但在工业生产中易于实施，并在实践中得到广泛应用。

例如，大直径厚壁钢管经铅淬火和拉丝后不锈钢管厂家的抗拉强度可提高到350公斤/平方毫米。尽管这两种方法在大直径钢管的工艺和微观结构上完全不同，但效果是一样的。它们都增加了参与抵抗外力的原子数量，即同时提高了原子间结合力的利用程度。试验表明，高纯铁单晶的临界滑移应力不大于0.7公斤/平方毫米，而上述大直径厚壁钢管(350公斤/平方毫米)或大直径钢管(700公斤/平方毫米)的强度要大500-1000倍。这说明改变组织状态在强化大直径厚壁钢管中可以取得很大的效果。