高鉻鐵素(su)不(bu)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(de)原始晶粒
這(zhe)類鋼(gang)在(zai)冷卻與加熱時(shi)不發生相(xiang)變，故鑄態組(zu)織粗大(da)(da)。粗大(da)(da)的(de)(de)組(zu)織只(zhi)能(neng)通過壓力加工(gong)碎化，無法用(yong)熱處理方法來改變它。工(gong)作溫度超(chao)過再(zai)結晶溫度后，晶粒(li)長大(da)(da)傾向很大(da)(da)，加熱至900℃以(yi)上，晶粒(li)即顯著(zhu)粗化。由于晶粒(li)粗大(da)(da)，這(zhe)類鋼(gang)的(de)(de)冷脆性高，韌脆轉(zhuan)變溫度高，室溫的(de)(de)沖擊韌性很低。圖9.30為退火狀態鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)顯微組(zu)織。
對這類鋼(gang)正(zheng)確地控制(zhi)熱(re)變形的開始溫(wen)度(du)和終止溫(wen)度(du)是(shi)十分重要的，如(ru)對Cr25和Cr28鋼(gang)，鍛造和軋(ya)制(zhi)應(ying)在750℃或較低的溫(wen)度(du)結束。此外，向(xiang)鋼(gang)中(zhong)加入(ru)少量的鈦(tai)，可使晶粒(li)粗化(hua)的傾向(xiang)略微降低。
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(xing)。
導致475℃脆性(xing)的(de)(de)(de)原(yuan)因是在(zai)該溫度(du)區間，自(zi)α相(xiang)中析(xi)出富鉻的(de)(de)(de)α＇相(xiang)，鉻含(han)量(liang)高達61％～83％，具有體心(xin)立(li)方(fang)點(dian)陣，點(dian)降常數(shu)為0.2877nm。這種高度(du)彌散的(de)(de)(de)亞穩定析(xi)出物(wu)與基體保(bao)持(chi)共(gong)(gong)格關系，長(chang)大速(su)率極(ji)緩慢，在(zai)475℃保(bao)溫2h后(hou)具有20nm直徑，而34000h后(hou)只長(chang)到500nm。由(you)于(yu)a＇相(xiang)的(de)(de)(de)點(dian)陣常數(shu)大于(yu)鐵素體的(de)(de)(de)點(dian)陣常數(shu)，析(xi)出時產生共(gong)(gong)格應力，使鋼的(de)(de)(de)強度(du)和硬(ying)度(du)升高，韌性(xing)下降。475℃脆性(xing)具有還原(yuan)性(xing)，可(ke)以通過加熱至600～650℃保(bao)溫1h后(hou)快冷予以消(xiao)除。
圖9.32為Fe-Cr二元相圖的中(zhong)間(jian)部分。可以看(kan)出，α＇相的產(chan)生是由(you)于(yu)520℃以下。→α＋α＇（調(diao)幅分解）反(fan)應的結(jie)果(guo)。α相的析出緩(huan)慢，從較高溫度下的單(dan)相a區空冷至溶解度線以下，不會有(you)a＇相析出，只有(you)隨后在520℃時效，才會有(you)a＇相沉淀而(er)引起鋼(gang)的脆化。當重新加(jia)熱至550℃以上時，由(you)于(yu)α＇相的溶解，鋼(gang)的塑性(xing)、韌性(xing)又得到恢(hui)復。α相還使鋼(gang)在硝酸中(zhong)的耐蝕性(xing)下降(jiang)。
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。
在鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼中(zhong)還(huan)會存(cun)在其他影(ying)響鋼性能(neng)的相，主要是碳(tan)化(hua)(hua)物、氮化(hua)(hua)物和少量的馬氏體(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。
析出的(de)碳(tan)化物(wu)和氮化物(wu)對鐵素體不銹鋼的(de)性能是有(you)害的(de)，主要表現在對耐蝕性、韌性、缺(que)口(kou)敏感性的(de)影響(xiang)上。
在含(han)(han)約17％Cr的(de)鐵素體(ti)不銹鋼(gang)(gang)中，如果(guo)C＋N含(han)(han)量不大于0.03％時(shi)可以得到純(chun)鐵素體(ti)組織，當C＋N含(han)(han)量大于0.03％后，高溫下(xia)(xia)會生(sheng)成α＋γ雙(shuang)相結(jie)構。在隨后的(de)冷卻(que)過(guo)程中，y相轉(zhuan)變為(wei)馬氏體(ti)，使鋼(gang)(gang)的(de)組織具有(you)α＋M雙(shuang)相結(jie)構，從而使鋼(gang)(gang)的(de)組織細(xi)化，韌脆(cui)轉(zhuan)變溫度下(xia)(xia)移。當鋼(gang)(gang)中馬氏體(ti)含(han)(han)量在9％以上時(shi)，其耐(nai)腐蝕性良好且不受鋼(gang)(gang)中碳、氮含(han)(han)量的(de)影響。
