一、脆性(xing)轉變溫度和缺口(kou)敏感性(xing)
含鉻量超過15％的普通鐵素體(ti)不銹鋼（經正常熱處理后），對缺口十分敏感，其脆性轉變溫度一般均高于室溫。只在有缺口的前提下，才顯示出室溫脆性。隨著鉻含量的提高，或缺口的尖銳度增加，其脆性轉變溫度也明顯升高；隨溫度升至870℃，其切口敏感性才完全消失。
造成高鉻鐵素體不銹鋼的脆性轉變溫度高和對缺口高度敏感的主要原因是，鋼中間隙元素，尤其是碳、氮和氧等含量較高，并與其化合物的沉淀有關。
二、475℃脆(cui)性(xing)和(he)σ相脆(cui)性(xing)
一般(ban)來說，鐵素體不(bu)銹鋼加(jia)熱至高(gao)溫，基本上不(bu)出(chu)現奧氏體相變，因此難以經淬(cui)火形(xing)成(cheng)馬氏體產生(sheng)明(ming)顯(xian)強(qiang)化。但(dan)是(shi)由低(di)溫至高(gao)溫存(cun)在三(san)個溫度(du)區間(jian)，經其(qi)處(chu)理后(hou)，強(qiang)度(du)、硬度(du)明(ming)顯(xian)提高(gao)，而鋼的塑性和沖擊韌性顯(xian)著下降。通常，這是(shi)人們所不(bu)希(xi)望而極力(li)要設法避(bi)免的。這里先介(jie)紹兩種非高(gao)溫的脆性：
1. 475℃脆性(xing)
含鉻量超過12％以上的鐵素體不銹鋼，加熱至340～540℃時，經一定時間后，鋼的硬度增加，沖擊（缺口）韌性顯著降低。尤其是在475℃時，這種情況最為嚴重，故稱為475℃脆性。通常，鉻含量愈高，缺口尖銳度愈大，揭示出這種脆性所需的保溫時間愈短。超過15％鉻的鋼，才有較明顯的硬化現象。
產生475℃脆性(xing)的(de)基本原因已公認為(wei)是由(you)于一(yi)種(zhong)富鉻（61～83％Cr）的(de)a＇相(xiang)的(de)沉淀(dian)析(xi)出(chu)所致。它具有體(ti)心立方晶格結構，無磁性(xing)。d相(xiang)的(de)析(xi)出(chu)不僅帶來脆性(xing)，而且(qie)顯著(zhu)降(jiang)低(di)鋼的(de)耐蝕性(xing)能。
由于a相的析出(chu)-溶解過程是一(yi)種可逆過程，475℃脆性可以通過重新加熱(re)至540℃以上溫(wen)(wen)度，并保(bao)溫(wen)(wen)一(yi)定時間(jian)快速冷(leng)卻至室溫(wen)(wen)的辦法消(xiao)除。
2. σ相脆性
根據Fe-Cr相圖，當(dang)鉻(ge)含(han)(han)量在(zai)(zai)15～70％的(de)范圍(wei)內(nei)(nei)，于(yu)500～800℃時(shi)存在(zai)(zai)σ相。它是一(yi)種金屬間(jian)化(hua)合物，含(han)(han)鉻(ge)42～50％，無磁性、具有(you)(you)(you)四方晶格(ge)結(jie)構，屬高(gao)硬(ying)度(du)脆(cui)性相。σ相首先產生(sheng)于(yu)晶粒(li)邊界(jie)，呈鏈(lian)網小島形(xing)狀。其(qi)形(xing)成(cheng)速度(du)比較緩慢，如(ru)含(han)(han)鉻(ge)量小于(yu)30％的(de)鐵素體不銹鋼在(zai)(zai)進行(xing)堆焊(han)或鑄(zhu)造時(shi)，在(zai)(zai)能(neng)形(xing)成(cheng)g相的(de)溫度(du)范圍(wei)內(nei)(nei)通常沒有(you)(you)(you)足(zu)夠的(de)時(shi)間(jian)來形(xing)成(cheng)σ相。只有(you)(you)(you)足(zu)夠時(shi)間(jian)保(bao)溫才能(neng)形(xing)成(cheng)σ相，使鋼的(de)硬(ying)度(du)提(ti)高(gao)，卻顯著(zhu)降低鋼的(de)塑(su)性、缺口
韌(ren)性及(ji)耐蝕性能。添加某些元素，如鉬、硅等(deng)，可(ke)以擴大(da)σ相(xiang)(xiang)區(qu)存在(zai)范(fan)圍(wei)、使σ相(xiang)(xiang)區(qu)向低鉻(ge)濃度方向移(yi)動(dong)，有利于σ相(xiang)(xiang)的(de)形(xing)(xing)成(cheng)。冷加工也會增(zeng)大(da)σ相(xiang)(xiang)的(de)析出(chu)速度。提高鉻(ge)含(han)量將顯(xian)著加速σ相(xiang)(xiang)的(de)形(xing)(xing)成(cheng)。
σ相的形成是可逆的。故可以(yi)通過重(zhong)新(xin)加熱至(zhi)800℃以(yi)上溫度，保溫1h或更長時間(jian)，使σ相溶解后(hou)快速冷卻至(zhi)室(shi)溫的辦法消除(chu)。
三(san)、高溫脆性
普(pu)通高(gao)鉻(ge)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼（間隙元素如碳(tan)、氮的含量在中等(deng)以上時(shi)），加(jia)熱(re)至(zhi)950～1000℃以上，急冷至(zhi)室溫(wen)，其(qi)塑(su)性(xing)和缺口韌性(xing)顯(xian)著降低(di)，稱為高(gao)溫(wen)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)。若重新加(jia)熱(re)至(zhi)750～850℃，可(ke)以恢(hui)復(fu)其(qi)塑(su)性(xing)。這(zhe)種高(gao)溫(wen)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)十(shi)分有(you)害，進行焊接，在950℃以上等(deng)溫(wen)熱(re)處理或鑄造工藝過(guo)程中，均可(ke)能(neng)出現這(zhe)種脆(cui)(cui)(cui)化，同時(shi)耐蝕性(xing)也顯(xian)著降低(di)。
已經(jing)查明和證實，產(chan)生高(gao)(gao)溫脆性(xing)的(de)(de)基本原(yuan)因是同(tong)碳(tan)(tan)、氮(dan)等間隙元素(su)的(de)(de)碳(tan)(tan)、氮(dan)化合物在晶(jing)界(jie)和晶(jing)內位錯上(shang)析(xi)出有關。降低鋼(gang)中的(de)(de)碳(tan)(tan)、氮(dan)含量，減少甚(shen)至(zhi)避免碳(tan)(tan)、氮(dan)化物的(de)(de)沉淀析(xi)出（還同(tong)鉻含量、熱處理工(gong)藝有關。鉻含量愈高(gao)(gao)，其碳(tan)(tan)、氮(dan)溶解度(du)愈低），可以(yi)大大改善高(gao)(gao)溫脆性(xing)。高(gao)(gao)純(chun)級高(gao)(gao)鉻鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)在克(ke)服高(gao)(gao)溫脆性(xing)方面已經(jing)取(qu)得良(liang)好效果。
此外，高(gao)鉻(ge)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鑄態(tai)晶(jing)(jing)粒(li)十分粗(cu)(cu)大(da)，只能(neng)(neng)通過加工(gong)軋制和適當(dang)溫(wen)度下再結晶(jing)(jing)予以細化。但當(dang)加熱超過950℃時（如焊接等），具有強烈的晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)傾向(xiang)。眾(zhong)所周知，粗(cu)(cu)大(da)晶(jing)(jing)粒(li)比(bi)相應細晶(jing)(jing)組織(zhi)的塑(su)性(xing)或(huo)韌性(xing)要差。高(gao)鉻(ge)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)材(cai)的厚度及晶(jing)(jing)粒(li)尺寸(cun)(cun)因素(su)對(dui)室(shi)溫(wen)脆(cui)性(xing)存(cun)在影(ying)響。但是，高(gao)純級（碳、氮含量(liang)極低(di)(di)(di)）不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，因其(qi)脆(cui)性(xing)轉變(bian)溫(wen)度已(yi)降得很低(di)(di)(di)，晶(jing)(jing)粒(li)尺寸(cun)(cun)對(dui)室(shi)溫(wen)缺(que)口韌性(xing)的影(ying)響也就(jiu)不(bu)大(da)了。板愈厚，要求控制的碳、氮含量(liang)應愈低(di)(di)(di)，才能(neng)(neng)保證必(bi)要的缺(que)口韌性(xing)。
四、晶間腐蝕敏感性
普(pu)通高(gao)鉻(ge)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼在(zai)加熱(re)過(guo)程(cheng)中存在(zai)造成475℃脆性(xing)、σ相脆性(xing)和(he)高(gao)溫(wen)脆性(xing)的(de)三(san)個脆化(hua)溫(wen)度區。由于富鉻(ge)的(de)α＇相、σ相或(huo)(huo)碳(tan)、氮化(hua)合物的(de)析出等(deng)原因，不(bu)僅引起脆化(hua)，而(er)(er)且(qie)帶來(lai)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕敏(min)感性(xing)，使(shi)(shi)耐蝕性(xing)能顯(xian)著降低。尤其(qi)是當溫(wen)度超過(guo)900～950℃以上而(er)(er)后快冷(leng)(leng)時，具有十分敏(min)感的(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕傾向。即使(shi)(shi)在(zai)碳(tan)氮含量較低和(he)象自來(lai)水(shui)這樣弱的(de)腐(fu)蝕條(tiao)件下(xia)，經高(gao)溫(wen)空冷(leng)(leng)或(huo)(huo)焊縫區也會發生晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕（9,10）。若重(zhong)新(xin)加熱(re)至700～850℃左右熱(re)處(chu)理(li)，其(qi)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕敏(min)感性(xing)可(ke)以消除。
對普通高(gao)(gao)鉻(ge)(ge)(ge)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼經高(gao)(gao)溫(wen)快冷后產生晶間腐蝕(shi)傾向(xiang)機理的(de)(de)解(jie)釋，主要(yao)是(shi)(shi)將解(jie)釋奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼晶間腐蝕(shi)的(de)(de)貧(pin)(pin)鉻(ge)(ge)(ge)理論(lun)應用于(yu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼。從敏化(hua)溫(wen)度(du)(du)(du)和(he)消除晶間腐蝕(shi)傾向(xiang)溫(wen)度(du)(du)(du)來(lai)看(kan)，奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)型和(he)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)型不(bu)(bu)銹鋼正好相(xiang)反(fan)。但(dan)本(ben)質(zhi)相(xiang)同(tong)，均是(shi)(shi)由于(yu)如(ru)富(fu)鉻(ge)(ge)(ge)碳(tan)(tan)化(hua)物的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)造成其附近區(qu)貧(pin)(pin)鉻(ge)(ge)(ge)引(yin)起。碳(tan)(tan)、氮(dan)在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)固(gu)溶(rong)(rong)度(du)(du)(du)比在(zai)(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)小(xiao)的(de)(de)多(duo)，而(er)鉻(ge)(ge)(ge)在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)擴散(san)速(su)(su)度(du)(du)(du)比在(zai)(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)大(da)的(de)(de)多(duo)。中(zhong)(zhong)(zhong)等以(yi)上碳(tan)(tan)、氮(dan)含(han)(han)量的(de)(de)高(gao)(gao)鉻(ge)(ge)(ge)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼，加(jia)熱(re)至(zhi)約950℃以(yi)上，富(fu)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)碳(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)合物溶(rong)(rong)解(jie)于(yu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)（固(gu)溶(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)(ti)）中(zhong)(zhong)(zhong)。但(dan)在(zai)(zai)快速(su)(su)淬(cui)火(huo)冷卻過程中(zhong)(zhong)(zhong)，由于(yu)高(gao)(gao)度(du)(du)(du)過飽和(he)的(de)(de)間隙固(gu)溶(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)(ti)具有強烈析(xi)出(chu)(chu)(chu)傾向(xiang)和(he)在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)、氮(dan)元素(su)(su)的(de)(de)擴散(san)速(su)(su)度(du)(du)(du)極快（比鉻(ge)(ge)(ge)還快，比在(zai)(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)快數百倍），經過中(zhong)(zhong)(zhong)溫(wen)時也難以(yi)阻(zu)止(zhi)富(fu)鉻(ge)(ge)(ge)碳(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)物的(de)(de)快速(su)(su)析(xi)出(chu)(chu)(chu)（其沉淀析(xi)出(chu)(chu)(chu)溫(wen)度(du)(du)(du)一般認為在(zai)(zai)427℃至(zhi)900℃之間）。當重新加(jia)熱(re)至(zhi)700～850℃時，因鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)快速(su)(su)擴散(san)增加(jia)了貧(pin)(pin)鉻(ge)(ge)(ge)區(qu)的(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)(han)量。雖有晶間析(xi)出(chu)(chu)(chu)物存(cun)在(zai)(zai)，耐晶間腐蝕(shi)性(xing)能卻良好。
綜(zong)上所述，475℃脆(cui)性和(he)σ相(xiang)脆(cui)性，可通過(guo)800℃左(zuo)右(you)保溫一定時間(jian)快冷予以消除。焊接或高溫淬(cui)火，因經過(guo)其(qi)相(xiang)應脆(cui)化溫度區的時間(jian)短暫(zan)，一般(ban)來不及(ji)出現(xian)脆(cui)化。因此(ci)它們對制作焊接構件設備的威脅尚不大(da)。而(er)由于(yu)(yu)碳、氮等間隙元素(su)含(han)量高(gao)而(er)引起的高(gao)溫脆性(xing)和(he)晶間腐蝕(shi)敏感性(xing)、脆性(xing)轉變溫度(du)高(gao)和(he)缺口敏感性(xing)大(da)才(cai)是影響(xiang)焊接、加工等性(xing)能(neng)、限制普通高(gao)鉻鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼應用(yong)的主要障礙(ai)。故(gu)發展(zhan)了新一代高(gao)純級高(gao)鉻鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼。它在經過(guo)焊接等高(gao)溫過(guo)程后，具有良好的塑性(xing)和(he)耐(nai)蝕(shi)性(xing)，其(qi)(qi)脆性(xing)轉變溫度(du)一般均低(di)于(yu)(yu)室溫，從而(er)大(da)大(da)擴大(da)其(qi)(qi)應用(yong)范圍。
