高鉻鐵(tie)素不銹(xiu)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(shi)晶粒
這類(lei)鋼在冷卻與加(jia)熱時不發生相變，故(gu)鑄態組(zu)(zu)織(zhi)粗(cu)大。粗(cu)大的(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)只能通過壓力加(jia)工碎化，無法(fa)(fa)用(yong)熱處(chu)理方法(fa)(fa)來改變它。工作溫度超過再結晶溫度后，晶粒(li)長大傾向(xiang)很大，加(jia)熱至900℃以(yi)上(shang)，晶粒(li)即(ji)顯(xian)著粗(cu)化。由于晶粒(li)粗(cu)大，這類(lei)鋼的(de)(de)冷脆性高，韌(ren)脆轉變溫度高，室溫的(de)(de)沖擊韌(ren)性很低。圖9.30為退火狀(zhuang)態鐵素體不銹鋼的(de)(de)顯(xian)微組(zu)(zu)織(zhi)。
對這類鋼(gang)正確(que)地控制熱變形的開(kai)始溫度(du)(du)和(he)終止(zhi)溫度(du)(du)是十(shi)分重要的，如對Cr25和(he)Cr28鋼(gang)，鍛造和(he)軋制應在750℃或較低的溫度(du)(du)結(jie)束。此外，向(xiang)鋼(gang)中加入少量的鈦，可使晶粒粗化的傾向(xiang)略微降低。
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(cui)性(xing)(xing)的原(yuan)因是在(zai)(zai)該溫(wen)度(du)區間，自α相(xiang)中析(xi)出(chu)(chu)富鉻的α＇相(xiang)，鉻含量(liang)高(gao)達61％～83％，具有(you)體心立方點(dian)陣，點(dian)降常(chang)數為0.2877nm。這(zhe)種高(gao)度(du)彌散的亞穩定(ding)析(xi)出(chu)(chu)物與(yu)基體保持共格關(guan)系，長(chang)大速率極緩(huan)慢，在(zai)(zai)475℃保溫(wen)2h后具有(you)20nm直徑，而34000h后只長(chang)到500nm。由于(yu)a＇相(xiang)的點(dian)陣常(chang)數大于(yu)鐵素體的點(dian)陣常(chang)數，析(xi)出(chu)(chu)時產生共格應力，使(shi)鋼的強度(du)和硬度(du)升高(gao)，韌性(xing)(xing)下降。475℃脆(cui)性(xing)(xing)具有(you)還原(yuan)性(xing)(xing)，可以通過加熱至600～650℃保溫(wen)1h后快冷予以消除。
圖9.32為Fe-Cr二(er)元相(xiang)圖的(de)(de)中間部(bu)分。可以(yi)看(kan)出(chu)，α＇相(xiang)的(de)(de)產生是由于520℃以(yi)下。→α＋α＇（調(diao)幅分解）反應的(de)(de)結果。α相(xiang)的(de)(de)析出(chu)緩慢，從較高溫(wen)度(du)下的(de)(de)單相(xiang)a區空(kong)冷(leng)至(zhi)溶解度(du)線以(yi)下，不會(hui)有(you)a＇相(xiang)析出(chu)，只(zhi)有(you)隨(sui)后在(zai)520℃時(shi)效，才會(hui)有(you)a＇相(xiang)沉淀而引(yin)起鋼(gang)的(de)(de)脆(cui)化。當重新加熱(re)至(zhi)550℃以(yi)上時(shi)，由于α＇相(xiang)的(de)(de)溶解，鋼(gang)的(de)(de)塑性、韌(ren)性又(you)得到(dao)恢(hui)復。α相(xiang)還(huan)使鋼(gang)在(zai)硝酸中的(de)(de)耐蝕(shi)性下降。
3. σ相的析出
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(su)體不銹(xiu)鋼(gang)中還會存在其他(ta)影響(xiang)鋼(gang)性能的相，主(zhu)要是碳化物、氮化物和少量的馬氏體。
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。
析出(chu)的碳化(hua)物(wu)(wu)和氮化(hua)物(wu)(wu)對鐵素體不銹(xiu)鋼的性能是有害的，主要表現在對耐蝕性、韌性、缺口敏感性的影響上。
在含約17％Cr的鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)，如(ru)果C＋N含量不(bu)大于(yu)0.03％時可以(yi)得(de)到純(chun)鐵素體(ti)組織(zhi)，當C＋N含量大于(yu)0.03％后，高溫下(xia)(xia)會生成α＋γ雙相結(jie)構。在隨后的冷卻過程中(zhong)，y相轉變為馬氏體(ti)，使鋼(gang)(gang)的組織(zhi)具有α＋M雙相結(jie)構，從而使鋼(gang)(gang)的組織(zhi)細化，韌脆(cui)轉變溫度下(xia)(xia)移。當鋼(gang)(gang)中(zhong)馬氏體(ti)含量在9％以(yi)上(shang)時，其(qi)耐(nai)腐蝕性(xing)良(liang)好且不(bu)受鋼(gang)(gang)中(zhong)碳、氮(dan)含量的影響(xiang)。
