高鉻鐵(tie)素不銹鋼(gang)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. 粗大的原始晶粒
這類鋼(gang)在冷卻與加熱(re)時不發生相變，故鑄態組(zu)(zu)織粗(cu)大(da)。粗(cu)大(da)的(de)組(zu)(zu)織只能通過(guo)壓力加工(gong)碎化，無法用熱(re)處理方法來改(gai)變它(ta)。工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)超過(guo)再結(jie)晶(jing)(jing)溫(wen)度(du)后(hou)，晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)傾向(xiang)很(hen)大(da)，加熱(re)至900℃以上，晶(jing)(jing)粒(li)即(ji)顯著粗(cu)化。由(you)于晶(jing)(jing)粒(li)粗(cu)大(da)，這類鋼(gang)的(de)冷脆性(xing)高(gao)，韌脆轉變溫(wen)度(du)高(gao)，室溫(wen)的(de)沖(chong)擊韌性(xing)很(hen)低。圖9.30為退火狀(zhuang)態鐵素體(ti)不銹鋼(gang)的(de)顯微組(zu)(zu)織。
對這類鋼(gang)(gang)正確地控制熱變形的(de)開始溫(wen)(wen)度(du)和終止溫(wen)(wen)度(du)是十分(fen)重要的(de)，如對Cr25和Cr28鋼(gang)(gang)，鍛(duan)造和軋制應(ying)在750℃或較低的(de)溫(wen)(wen)度(du)結束。此(ci)外，向鋼(gang)(gang)中(zhong)加入少量的(de)鈦(tai)，可(ke)使晶粒粗化的(de)傾(qing)向略微降低。
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℃脆性。
導致475℃脆性(xing)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因是在該(gai)溫度區間，自α相中析(xi)出富鉻的(de)(de)α＇相，鉻含量高達(da)61％～83％，具(ju)有(you)體(ti)心(xin)立(li)方點(dian)陣(zhen)(zhen)，點(dian)降(jiang)常(chang)數(shu)為0.2877nm。這種高度彌散的(de)(de)亞穩(wen)定析(xi)出物與基體(ti)保持共格(ge)關系，長大速率極緩慢(man)，在475℃保溫2h后(hou)具(ju)有(you)20nm直徑，而34000h后(hou)只長到500nm。由于a＇相的(de)(de)點(dian)陣(zhen)(zhen)常(chang)數(shu)大于鐵素體(ti)的(de)(de)點(dian)陣(zhen)(zhen)常(chang)數(shu)，析(xi)出時產生共格(ge)應力，使鋼的(de)(de)強度和硬度升高，韌性(xing)下降(jiang)。475℃脆性(xing)具(ju)有(you)還原(yuan)(yuan)性(xing)，可(ke)以通過加熱至600～650℃保溫1h后(hou)快冷予以消除。
圖9.32為Fe-Cr二元相(xiang)圖的(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)部(bu)分。可以(yi)(yi)看出，α＇相(xiang)的(de)(de)(de)產生是由于(yu)520℃以(yi)(yi)下(xia)。→α＋α＇（調幅分解）反(fan)應的(de)(de)(de)結(jie)果。α相(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出緩(huan)慢，從較高溫(wen)度下(xia)的(de)(de)(de)單相(xiang)a區空冷至溶解度線以(yi)(yi)下(xia)，不(bu)會(hui)有a＇相(xiang)析(xi)出，只(zhi)有隨(sui)后(hou)在(zai)(zai)520℃時(shi)效(xiao)，才會(hui)有a＇相(xiang)沉(chen)淀而(er)引起鋼(gang)的(de)(de)(de)脆(cui)化。當重新加熱至550℃以(yi)(yi)上時(shi)，由于(yu)α＇相(xiang)的(de)(de)(de)溶解，鋼(gang)的(de)(de)(de)塑(su)性、韌性又得到恢復。α相(xiang)還使鋼(gang)在(zai)(zai)硝酸(suan)中(zhong)的(de)(de)(de)耐蝕性下(xia)降。
3. σ相(xiang)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。
在鐵素體(ti)不銹鋼中還會存(cun)在其(qi)他(ta)影(ying)響鋼性能的相，主要是(shi)碳(tan)化物、氮化物和(he)少量的馬氏體(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)碳化物(wu)和氮化物(wu)對鐵素體不銹(xiu)鋼的(de)性能(neng)是(shi)有害的(de)，主要表(biao)現在對耐蝕性、韌性、缺(que)口敏感性的(de)影響上(shang)。
在含約17％Cr的(de)(de)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)，如果C＋N含量(liang)不大于0.03％時可(ke)以得到純(chun)鐵素體(ti)組織，當(dang)C＋N含量(liang)大于0.03％后，高溫下會生成α＋γ雙相結構(gou)。在隨后的(de)(de)冷卻過程中(zhong)，y相轉(zhuan)變為馬氏體(ti)，使(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)組織具有α＋M雙相結構(gou)，從而使(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)組織細化，韌脆轉(zhuan)變溫度(du)下移。當(dang)鋼(gang)(gang)中(zhong)馬氏體(ti)含量(liang)在9％以上時，其耐(nai)腐蝕性良好且(qie)不受鋼(gang)(gang)中(zhong)碳、氮(dan)含量(liang)的(de)(de)影響(xiang)。
