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(de)原(yuan)始晶(jing)粒(li)
這類鋼(gang)(gang)在冷(leng)卻(que)與加(jia)熱(re)(re)時不(bu)發生(sheng)相變(bian)，故鑄態(tai)組(zu)織粗大(da)。粗大(da)的組(zu)織只能通過壓力加(jia)工碎化(hua)，無(wu)法用熱(re)(re)處(chu)理方法來(lai)改變(bian)它。工作(zuo)溫(wen)度(du)超過再結晶溫(wen)度(du)后，晶粒長(chang)大(da)傾向很(hen)大(da)，加(jia)熱(re)(re)至900℃以上(shang)，晶粒即顯(xian)著(zhu)粗化(hua)。由于晶粒粗大(da)，這類鋼(gang)(gang)的冷(leng)脆(cui)性高(gao)，韌脆(cui)轉變(bian)溫(wen)度(du)高(gao)，室(shi)溫(wen)的沖擊韌性很(hen)低。圖9.30為退火狀態(tai)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的顯(xian)微組(zu)織。
對這類鋼(gang)正確地控制(zhi)(zhi)熱變形的開始(shi)溫度(du)(du)和(he)終止溫度(du)(du)是十分重(zhong)要(yao)的，如對Cr25和(he)Cr28鋼(gang)，鍛造和(he)軋制(zhi)(zhi)應在750℃或較低的溫度(du)(du)結束(shu)。此外，向鋼(gang)中加入少量的鈦，可使晶粒粗化的傾(qing)向略微降(jiang)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℃脆性。
導致475℃脆(cui)性(xing)的(de)原(yuan)因(yin)是在(zai)(zai)該溫度(du)區間，自α相中析(xi)(xi)出富鉻(ge)的(de)α＇相，鉻(ge)含量(liang)高達61％～83％，具有體(ti)心立方點(dian)(dian)陣，點(dian)(dian)降(jiang)(jiang)常數(shu)為0.2877nm。這種高度(du)彌(mi)散(san)的(de)亞穩(wen)定析(xi)(xi)出物(wu)與基體(ti)保持共格(ge)關系(xi)，長(chang)大(da)速率極緩慢，在(zai)(zai)475℃保溫2h后具有20nm直徑，而34000h后只長(chang)到500nm。由(you)于a＇相的(de)點(dian)(dian)陣常數(shu)大(da)于鐵素體(ti)的(de)點(dian)(dian)陣常數(shu)，析(xi)(xi)出時(shi)產生(sheng)共格(ge)應(ying)力(li)，使鋼的(de)強(qiang)度(du)和硬度(du)升(sheng)高，韌(ren)性(xing)下降(jiang)(jiang)。475℃脆(cui)性(xing)具有還原(yuan)性(xing)，可(ke)以通過(guo)加(jia)熱至600～650℃保溫1h后快(kuai)冷予以消除。
圖(tu)9.32為Fe-Cr二元相(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)的中間部分。可以(yi)(yi)看出，α＇相(xiang)(xiang)(xiang)的產生是由于520℃以(yi)(yi)下。→α＋α＇（調幅分解(jie)）反(fan)應的結(jie)果。α相(xiang)(xiang)(xiang)的析(xi)出緩慢，從較(jiao)高(gao)溫度下的單相(xiang)(xiang)(xiang)a區空冷至(zhi)溶解(jie)度線以(yi)(yi)下，不會有a＇相(xiang)(xiang)(xiang)析(xi)出，只有隨后(hou)在520℃時(shi)效，才(cai)會有a＇相(xiang)(xiang)(xiang)沉淀而引起鋼(gang)(gang)的脆(cui)化。當重(zhong)新加熱至(zhi)550℃以(yi)(yi)上(shang)時(shi)，由于α＇相(xiang)(xiang)(xiang)的溶解(jie)，鋼(gang)(gang)的塑性、韌(ren)性又得到恢復(fu)。α相(xiang)(xiang)(xiang)還使鋼(gang)(gang)在硝酸中的耐蝕性下降。
3. σ相的析(xi)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(zai)鐵(tie)素體不銹鋼(gang)中還會(hui)存在(zai)其(qi)他影響鋼(gang)性能的(de)相，主要是碳(tan)化物、氮化物和少(shao)量的(de)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。
析出的(de)碳(tan)化物和氮化物對鐵素體不銹鋼的(de)性(xing)(xing)能是有害(hai)的(de)，主要表現在對耐(nai)蝕性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)、缺口敏感性(xing)(xing)的(de)影(ying)響上(shang)。
在含(han)約(yue)17％Cr的鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)，如果C＋N含(han)量(liang)不(bu)(bu)大于0.03％時可(ke)以(yi)得(de)到純鐵素體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，當C＋N含(han)量(liang)大于0.03％后(hou)，高溫(wen)下會生成α＋γ雙相結(jie)構。在隨(sui)后(hou)的冷卻(que)過程中(zhong)，y相轉變為馬(ma)氏體(ti)(ti)，使鋼(gang)的組(zu)織(zhi)具有α＋M雙相結(jie)構，從而使鋼(gang)的組(zu)織(zhi)細化，韌脆轉變溫(wen)度下移。當鋼(gang)中(zhong)馬(ma)氏體(ti)(ti)含(han)量(liang)在9％以(yi)上時，其耐腐蝕性良(liang)好且不(bu)(bu)受鋼(gang)中(zhong)碳(tan)、氮(dan)含(han)量(liang)的影響。
