一、脆性转变温度和缺口敏感性
含铬量超过15％的普通铁素体不锈钢（经正常热处理后），对缺口十分敏感，其脆性转变温度一般均高于室温。只在有缺口的前提下，才显示出室温脆性。随着铬含量的提高，或缺口的尖锐度增加，其脆性转变温度也明显升高；随温度升至870℃，其切口敏感性才完全消失。
造成高铬铁素体不锈钢的脆性转变温度高和对缺口高度敏感的主要原因是，钢中间隙元素，尤其是碳、氮和氧等含量较高，并与其化合物的沉淀有关。
二、475℃脆性和σ相脆性
一般来说，铁素体不锈钢加热至高温，基本上不出现奥氏体相变，因此难以经淬火形成马氏体产生明显强化。但是由低温至高温存在三个温度区间，经其处理后，强度、硬度明显提高，而钢的塑性和冲击韧性显著下降。通常，这是人们所不希望而极力要设法避免的。这里先介绍两种非高温的脆性：
1. 475℃脆性
含铬量超过12％以上的铁素体不锈钢，加热至340～540℃时，经一定时间后，钢的硬度增加，冲击（缺口）韧性显著降低。尤其是在475℃时，这种情况最为严重，故称为475℃脆性。通常，铬含量愈高，缺口尖锐度愈大，揭示出这种脆性所需的保温时间愈短。超过15％铬的钢，才有较明显的硬化现象。
产生475℃脆性的基本原因已公认为是由于一种富铬（61～83％Cr）的a＇相的沉淀析出所致。它具有体心立方晶格结构，无磁性。d相的析出不仅带来脆性，而且显著降低钢的耐蚀性能。
由于a相的析出-溶解过程是一种可逆过程，475℃脆性可以通过重新加热至540℃以上温度，并保温一定时间快速冷却至室温的办法消除。
2. σ相脆性
根据Fe-Cr相图，当铬含量在15～70％的范围内，于500～800℃时存在σ相。它是一种金属间化合物，含铬42～50％，无磁性、具有四方晶格结构，属高硬度脆性相。σ相首先产生于晶粒边界，呈链网小岛形状。其形成速度比较缓慢，如含铬量小于30％的铁素体不锈钢在进行堆焊或铸造时，在能形成g相的温度范围内通常没有足够的时间来形成σ相。只有足够时间保温才能形成σ相，使钢的硬度提高，却显著降低钢的塑性、缺口
韧性及耐蚀性能。添加某些元素，如钼、硅等，可以扩大σ相区存在范围、使σ相区向低铬浓度方向移动，有利于σ相的形成。冷加工也会增大σ相的析出速度。提高铬含量将显著加速σ相的形成。
σ相的形成是可逆的。故可以通过重新加热至800℃以上温度，保温1h或更长时间，使σ相溶解后快速冷却至室温的办法消除。
三、高温脆性
普通高铬铁素体不锈钢（间隙元素如碳、氮的含量在中等以上时），加热至950～1000℃以上，急冷至室温，其塑性和缺口韧性显著降低，称为高温脆性。若重新加热至750～850℃，可以恢复其塑性。这种高温脆性十分有害，进行焊接，在950℃以上等温热处理或铸造工艺过程中，均可能出现这种脆化，同时耐蚀性也显著降低。
已经查明和证实，产生高温脆性的基本原因是同碳、氮等间隙元素的碳、氮化合物在晶界和晶内位错上析出有关。降低钢中的碳、氮含量，减少甚至避免碳、氮化物的沉淀析出（还同铬含量、热处理工艺有关。铬含量愈高，其碳、氮溶解度愈低），可以大大改善高温脆性。高纯级高铬铁素体不锈钢在克服高温脆性方面已经取得良好效果。
此外，高铬铁素体不锈钢铸态晶粒十分粗大，只能通过加工轧制和适当温度下再结晶予以细化。但当加热超过950℃时（如焊接等），具有强烈的晶粒长大倾向。众所周知，粗大晶粒比相应细晶组织的塑性或韧性要差。高铬铁素体不锈钢材的厚度及晶粒尺寸因素对室温脆性存在影响。但是，高纯级（碳、氮含量极低）不锈钢，因其脆性转变温度已降得很低，晶粒尺寸对室温缺口韧性的影响也就不大了。板愈厚，要求控制的碳、氮含量应愈低，才能保证必要的缺口韧性。
四、晶间腐蚀敏感性
普通高铬铁素体不锈钢在加热过程中存在造成475℃脆性、σ相脆性和高温脆性的三个脆化温度区。由于富铬的α＇相、σ相或碳、氮化合物的析出等原因，不仅引起脆化，而且带来晶间腐蚀敏感性，使耐蚀性能显著降低。尤其是当温度超过900～950℃以上而后快冷时，具有十分敏感的晶间腐蚀倾向。即使在碳氮含量较低和象自来水这样弱的腐蚀条件下，经高温空冷或焊缝区也会发生晶间腐蚀（9,10）。若重新加热至700～850℃左右热处理，其晶间腐蚀敏感性可以消除。
对普通高铬铁素体不锈钢经高温快冷后产生晶间腐蚀倾向机理的解释，主要是将解释奥氏体不锈钢晶间腐蚀的贫铬理论应用于铁素体不锈钢。从敏化温度和消除晶间腐蚀倾向温度来看，奥氏体型和铁素体型不锈钢正好相反。但本质相同，均是由于如富铬碳化物的析出造成其附近区贫铬引起。碳、氮在铁素体中的固溶度比在奥氏体中小的多，而铬在铁素体中的扩散速度比在奥氏体中大的多。中等以上碳、氮含量的高铬铁素体不锈钢，加热至约950℃以上，富铬的碳、氮化合物溶解于铁素体（固溶体）中。但在快速淬火冷却过程中，由于高度过饱和的间隙固溶体具有强烈析出倾向和在铁素体中碳、氮元素的扩散速度极快（比铬还快，比在奥氏体中快数百倍），经过中温时也难以阻止富铬碳、氮化物的快速析出（其沉淀析出温度一般认为在427℃至900℃之间）。当重新加热至700～850℃时，因铬的快速扩散增加了贫铬区的铬含量。虽有晶间析出物存在，耐晶间腐蚀性能却良好。
综上所述，475℃脆性和σ相脆性，可通过800℃左右保温一定时间快冷予以消除。焊接或高温淬火，因经过其相应脆化温度区的时间短暂，一般来不及出现脆化。因此它们对制作焊接构件设备的威胁尚不大。而由于碳、氮等间隙元素含量高而引起的高温脆性和晶间腐蚀敏感性、脆性转变温度高和缺口敏感性大才是影响焊接、加工等性能、限制普通高铬铁素体不锈钢应用的主要障碍。故发展了新一代高纯级高铬铁素体不锈钢。它在经过焊接等高温过程后，具有良好的塑性和耐蚀性，其脆性转变温度一般均低于室温，从而大大扩大其应用范围。
