高鉻鐵素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(jing)粒
這(zhe)類鋼在冷(leng)卻與加(jia)熱時(shi)不發生相變，故鑄態(tai)組織粗大(da)。粗大(da)的(de)組織只能通過壓力加(jia)工碎化，無法用熱處(chu)理方法來改變它。工作溫度(du)超過再結晶溫度(du)后，晶粒長大(da)傾向很大(da)，加(jia)熱至900℃以上(shang)，晶粒即顯著粗化。由于(yu)晶粒粗大(da)，這(zhe)類鋼的(de)冷(leng)脆性(xing)高(gao)，韌(ren)脆轉變溫度(du)高(gao)，室溫的(de)沖擊韌(ren)性(xing)很低。圖9.30為退火狀態(tai)鐵素體(ti)不銹鋼的(de)顯微組織。
對這(zhe)類鋼(gang)正(zheng)確地控制熱變形(xing)的開始(shi)溫度(du)和終(zhong)止溫度(du)是十分重要的，如對Cr25和Cr28鋼(gang)，鍛(duan)造和軋制應在750℃或較低(di)的溫度(du)結束。此外(wai)，向鋼(gang)中加入少量的鈦，可使晶粒(li)粗化(hua)的傾向略(lve)微降低(di)。
2. 475℃脆性
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℃脆性。
導致475℃脆(cui)性(xing)的(de)(de)原因是在該溫(wen)(wen)度區間，自(zi)α相(xiang)中析出富鉻的(de)(de)α＇相(xiang)，鉻含量高達61％～83％，具有(you)體心立(li)方點陣，點降(jiang)常數為0.2877nm。這種高度彌散(san)的(de)(de)亞穩定析出物與基(ji)體保持共(gong)格關(guan)系，長大速(su)率(lv)極緩(huan)慢，在475℃保溫(wen)(wen)2h后(hou)具有(you)20nm直徑，而34000h后(hou)只長到500nm。由于a＇相(xiang)的(de)(de)點陣常數大于鐵素體的(de)(de)點陣常數，析出時產(chan)生共(gong)格應力，使鋼的(de)(de)強度和硬度升高，韌性(xing)下降(jiang)。475℃脆(cui)性(xing)具有(you)還原性(xing)，可以通過加熱至600～650℃保溫(wen)(wen)1h后(hou)快冷予以消除。
圖9.32為Fe-Cr二元相圖的(de)中間(jian)部分。可以(yi)(yi)看出(chu)，α＇相的(de)產生是由于520℃以(yi)(yi)下(xia)(xia)。→α＋α＇（調幅分解(jie)）反應的(de)結果。α相的(de)析出(chu)緩慢，從較高溫度下(xia)(xia)的(de)單相a區空冷至溶解(jie)度線以(yi)(yi)下(xia)(xia)，不會有a＇相析出(chu)，只有隨后在520℃時效，才會有a＇相沉淀(dian)而引(yin)起鋼的(de)脆化(hua)。當重新加熱(re)至550℃以(yi)(yi)上時，由于α＇相的(de)溶解(jie)，鋼的(de)塑性(xing)、韌性(xing)又得到(dao)恢復。α相還使鋼在硝酸(suan)中的(de)耐蝕性(xing)下(xia)(xia)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。
在鐵素體不銹鋼中還會存在其他影響鋼性(xing)能(neng)的相，主要是(shi)碳(tan)化物(wu)、氮化物(wu)和少(shao)量的馬(ma)氏體。
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(xi)出的碳化物(wu)和(he)氮化物(wu)對鐵素體不銹鋼的性能是有害的，主要(yao)表現(xian)在對耐蝕性、韌(ren)性、缺口敏感(gan)性的影響上(shang)。
在(zai)(zai)含(han)約(yue)17％Cr的鐵素(su)體不(bu)銹鋼中，如果C＋N含(han)量不(bu)大(da)于0.03％時可以得到純(chun)鐵素(su)體組(zu)織，當(dang)C＋N含(han)量大(da)于0.03％后，高(gao)溫下(xia)會生成α＋γ雙相(xiang)結構。在(zai)(zai)隨后的冷卻(que)過程中，y相(xiang)轉變為(wei)馬氏體，使鋼的組(zu)織具有α＋M雙相(xiang)結構，從而使鋼的組(zu)織細化，韌(ren)脆(cui)轉變溫度(du)下(xia)移(yi)。當(dang)鋼中馬氏體含(han)量在(zai)(zai)9％以上(shang)時，其耐(nai)腐蝕(shi)性良好且不(bu)受鋼中碳(tan)、氮含(han)量的影響。
