高鉻鐵素(su)不銹鋼主要缺點是脆性大。引起脆性的原因主要有以下幾個方面：
1. 粗大的原始晶粒
這類(lei)鋼在冷卻與加熱(re)時(shi)不(bu)發生相變，故(gu)鑄態(tai)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)粗(cu)(cu)大(da)。粗(cu)(cu)大(da)的(de)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)只能通過壓力加工碎化(hua)(hua)，無法(fa)用(yong)熱(re)處理方法(fa)來(lai)改變它。工作溫(wen)度(du)超過再結晶(jing)溫(wen)度(du)后，晶(jing)粒長大(da)傾向很大(da)，加熱(re)至900℃以(yi)上，晶(jing)粒即顯(xian)著粗(cu)(cu)化(hua)(hua)。由于晶(jing)粒粗(cu)(cu)大(da)，這類(lei)鋼的(de)冷脆性(xing)高，韌脆轉變溫(wen)度(du)高，室溫(wen)的(de)沖擊(ji)韌性(xing)很低。圖9.30為退火狀態(tai)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼的(de)顯(xian)微組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)。
對(dui)(dui)這類鋼正(zheng)確(que)地控制(zhi)熱變(bian)形的(de)開(kai)始溫度(du)和終止溫度(du)是十分重要的(de)，如對(dui)(dui)Cr25和Cr28鋼，鍛(duan)造和軋制(zhi)應在750℃或較低(di)的(de)溫度(du)結束。此(ci)外(wai)，向鋼中加入少(shao)量的(de)鈦(tai)，可使晶粒粗(cu)化的(de)傾向略(lve)微降低(di)。
2. 475℃脆性(xing)
含鉻超過15％時，在400～550℃停留較長時間后，鋼在室溫時變得很脆，其沖擊韌度和塑性接近于零，并使鋼的強度和硬度顯著提高（圖9.31），最高脆化溫度接近于475℃，故文獻中把這種脆化現象稱為475℃脆(cui)性。
導致475℃脆性的(de)原因是(shi)在該溫(wen)度區間，自α相中(zhong)析出富鉻的(de)α＇相，鉻含量高達61％～83％，具有體心立方(fang)點陣(zhen)，點降常(chang)數為0.2877nm。這種高度彌散的(de)亞(ya)穩定(ding)析出物與基體保持共格(ge)關(guan)系，長大(da)速率極緩慢，在475℃保溫(wen)2h后(hou)(hou)具有20nm直(zhi)徑，而34000h后(hou)(hou)只長到500nm。由于a＇相的(de)點陣(zhen)常(chang)數大(da)于鐵素(su)體的(de)點陣(zhen)常(chang)數，析出時產(chan)生共格(ge)應(ying)力，使(shi)鋼的(de)強度和硬度升(sheng)高，韌(ren)性下(xia)降。475℃脆性具有還(huan)原性，可以通(tong)過加熱至600～650℃保溫(wen)1h后(hou)(hou)快冷予以消除。
圖9.32為Fe-Cr二元相(xiang)圖的(de)(de)(de)中間部分(fen)。可以(yi)看出(chu)，α＇相(xiang)的(de)(de)(de)產(chan)生是(shi)由于520℃以(yi)下。→α＋α＇（調幅分(fen)解(jie)）反應的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。α相(xiang)的(de)(de)(de)析出(chu)緩(huan)慢，從較高溫(wen)度(du)下的(de)(de)(de)單相(xiang)a區空(kong)冷至溶解(jie)度(du)線以(yi)下，不會有a＇相(xiang)析出(chu)，只(zhi)有隨后(hou)在(zai)520℃時效，才會有a＇相(xiang)沉(chen)淀(dian)而(er)引(yin)起(qi)鋼的(de)(de)(de)脆化。當重新加熱至550℃以(yi)上時，由于α＇相(xiang)的(de)(de)(de)溶解(jie)，鋼的(de)(de)(de)塑性、韌性又(you)得到(dao)恢復。α相(xiang)還使鋼在(zai)硝酸中的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性下降。
3. σ相的析出(chu)
由圖2.12可以看出，在鐵鉻合金中，低于820℃時，當成分約相當于45％Cr時，出現。相（FeCr）。隨溫度的降低，σ相存在的范圍逐漸擴大，即。相可以溶解相當數量的鐵或鉻。在σ相和α相之間還存在比較寬的兩相區。
σ相的形成需要在600～800℃長時間加熱，更低的溫度因原子擴散困難，故不能生成，如果自高溫以較快的速率冷卻，亦可以抑制σ相的生成。
σ相是一種具有復雜正方點陣（單位晶胞中有30個原子）的金屬間化合物。在鉻鋼中，雜質及大多數合金元素Mo、Si、Mn、Ni等（C、N除外）都促使。相的生成范圍移至較低的鉻含量并加速其形成，因此工業用的含17％Cr的鐵素體鋼，在600～700℃長期加熱便可能形成。相。。相不僅見于高鉻鐵素體鋼，也見于其他奧氏體-鐵素體鋼，以至于奧氏體鋼中，不過σ相在鐵素體中形成較容易。
σ相具有高的硬度（大于68HRC）和脆性，析出時伴有大的體積變化，故引起很大脆性。由于。相富鉻，其析出會引起基體中鉻分布的變化，而使鋼的耐蝕性下降，連續成網狀的σ相較島狀者更為有害。
除σ相外，在含鉬的高鉻鐵素體不銹鋼中還發現有x相存在。x相同樣是一種脆性相，可以顯著降低鋼的缺口韌性。X相中富集Mo、Cr的程度高于。相且析出速率較σ相快。
鐵素體不銹鋼中出現σ相和x相后，可以采用加熱到它們的形成溫度以上保溫后急冷的方法予以消除。
在鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼中(zhong)還會存(cun)在其他影響鋼性能的相(xiang)，主要是碳化(hua)(hua)物、氮化(hua)(hua)物和少(shao)量的馬氏體(ti)(ti)。
碳和氮在鐵素體中的溶解度很低，如含鉻26％的鐵素體不銹鋼在1093℃時，碳在鋼中的溶解度為0.04％，在927℃時僅為0.004％，溫度再降低，其溶解度要降到0.004％以下；927℃以上時，氮在鐵素體中的溶解度為0.023％，而在593℃時僅為0.006％。因此，鐵素體不銹鋼在高溫加熱和在隨后的冷卻過程中，即使急冷，也難以防止碳化物和氮化物的析出，析出的碳化物主要是（Cr，Fe）23C6和（Cr，Fe7C3，析出的氮化物主要是CrN和Cr2N。
析出(chu)的(de)碳(tan)化物和氮化物對鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)性(xing)(xing)能(neng)是(shi)有害(hai)的(de)，主要(yao)表現在對耐蝕性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)、缺口敏感性(xing)(xing)的(de)影響(xiang)上。
在含(han)(han)約17％Cr的(de)鐵素體不銹鋼(gang)中，如果(guo)C＋N含(han)(han)量不大(da)于(yu)0.03％時(shi)可以得到純鐵素體組(zu)織，當C＋N含(han)(han)量大(da)于(yu)0.03％后，高溫下會生成α＋γ雙相(xiang)結構。在隨(sui)后的(de)冷(leng)卻(que)過程(cheng)中，y相(xiang)轉(zhuan)變為馬氏(shi)(shi)體，使(shi)鋼(gang)的(de)組(zu)織具有α＋M雙相(xiang)結構，從而使(shi)鋼(gang)的(de)組(zu)織細(xi)化，韌脆(cui)轉(zhuan)變溫度下移(yi)。當鋼(gang)中馬氏(shi)(shi)體含(han)(han)量在9％以上(shang)時(shi)，其(qi)耐腐蝕性良(liang)好且不受(shou)鋼(gang)中碳、氮含(han)(han)量的(de)影響(xiang)。
