脆性
高铬铁素体不锈钢、铁素体-奥氏体不锈钢、奥氏体不锈钢和耐热钢，在℃~℃之间长时间加热会析出σ相，从而使钢的脆性增大。σ相是成分范围很宽的Fe-Cr金属件化合物，目前还未测出σ相的上下限成分，其大多数成分可近似的表示为FeCr。σ相不仅在许多过渡族元素组成的二元合金中形成，在不少三元系中在某些特定的温度范围内，也发现有σ相存在。在高温合金中，也发现的二元σ相有Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Mo、及Ni-Cr-Mo三元系中，在某些特定温度范围内，也有发现σ存在。在高温合金中，也发现二元σ相有FeCr、CoCr、FeMo，三元系σ相如FeCrMo、NiCrMo、和四元系（CrMo）（Nico）y等。
1σ相的性质及其对性能的影响
σ相的结构很复杂，属于正方晶系。晶胞中有30个原子，点阵常数为a=8.75～8.81kX，c=4.54～4.58kX。σ相硬度很高，Fe-Cr系不锈钢中，σ相的硬度为86HRC其它合金中的σ相的硬度略有波动。σ相很脆，σ相沿晶界或呈片状分布时，使钢的韧性和韧度显著下降。少量的σ相形成使基体贫铬，因而使基体的抗蚀性下降，并降低了固溶强化的效果。
钢的成分、热处理与σ相的形成
σ相通常在高铬钢中形成。σ相的形成倾向很小。σ相形成速度很慢。因此有些合金在使用前虽然没有σ相，但在℃~℃温度下长期使用时，却可能因为σ相的逐步形成而导致性能恶化使工件早期失效。在高铬不锈钢、镍铬不锈钢及耐热钢中，铬含量越高，越易形成σ相，铬的成分超过45%时，σ相的形成倾向最大。Si、P、Mo、V、Ti、Nb等元素能够促进σ相的形成；Mn使σ相脆性的极限Cr含量降低，因此，Cr-Mn-N不锈钢中，比较容易出现σ相。
σ相能从奥氏体中直接析出，也能从δ铁素体中形成。研究表明，由于8铁素体的铬含量较高，加上Si、Mo等铁素体形成元素富集于铁素体，促进了σ相的形成，因而从δ铁素体转变为σ相比较容易。δ铁素体形成σ相的过程很复杂，一般认为首先形成少量细小的奥氏体，然后在δ中析出细小的碳化物，并在y/8一相界上析出σ相。
合理的热处理工艺可以抑制σ相的形成。对于奥氏体不锈钢，固溶处理温度不宜过高，保温时间不宜过长，以便使钢中不产生过量的8铁素体而增大σ相的形成倾向。若在铸造、焊接和热处理过程中，产生了有害的σ相，可在℃以上温度加热或采用固溶处理予以消除。消除σ相的热处理温度根据钢的成分试验确定。
铁素体-奥氏体复相不锈钢，其金相组织为铁素体基体上分布有小岛状奥氏体，8铁素体的体积分数约占50%～70%，由于这类钢含有较多8铁素体，σ相析出倾向较大，故使用温度不宜超过℃。
电镀脆性的影响因素
电镀工件的氢脆受基体材料和电镀工艺参数的影响，一般规律如下：
不同的基体金属材料具有不同的阴极渗氢倾向。一般认为：按Pd、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Sn、Cu的顺序，渗氢程度递减。
随着电流目的的升高，一方面阴极表面吸附氢原子的覆盖率增大，使渗氢率增加；另一方面提高电流密度往往使镀层质量和结构变化，从而使渗氢量减少，因此，有时随电流密度的变化，渗氢率会出现极大值。
一般情况下，渗氢量随着镀液温度的升高而下降。例如，镀铬时在电流密度为50A/dm2，温度分别为35℃、55℃和80℃的条件下，镀铬层氢的质量分数分别为0.07%、0.05%和0.03%。
溶液的PH值对渗氢的影响比较复杂。PH值下降，溶液中氢离子浓度增大，促进了渗氢过程进行，但是酸性镀液的电流效率高，产生的总氢量较少，又能减轻渗氢量。另外PH值的变化影响镀层中夹杂物的组成和渗氢过程。因此，PH值对渗氢量的影响没有简单的规律，取决于多种因素的共同作用。
电镀溶液的组成不同，获得的电镀层成分和结构也不同，从而对渗氢也有影响。
渗层脆性
对于高硬度渗层，如渗氮表面硬度可达HV~，渗硼层硬度高达HV~，热处理不放还可能产生渗层脆性过大，导致早期剥落。
1渗氮层脆性
渗氮层脆性常用维氏硬度法检查评定，GB《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验》中规定，根据维氏硬度压痕边角破碎程度，渗层现在分为5级，如表3所示。
氮化层脆性过大可能的原因是：
1）液氨含水量过高，吸湿剂失效未及时更换或未进行再生处理造成脱碳引起。
2）单工件表面脱碳层未全部加工掉，在化合物层和白亮层之间产生针状化合物。
3）氨分解率过低，工件表面氮含量过高，形成脆性ε相，或者虽然进行过退氮处理，但工艺不当。
4）渗氮温度过高，氮含量过高，形成严重的网状组织。
5）工件预备热处理不当，组织粗大或油里铁素体过多，造成渗层针状组织网网状组织。
6）工件有尖角、锐角、表面太粗糙，经常出现网状组织。
氮化层脆性检查如有超标现象，可以采用如下方法之一进行补救：
1）进行退氮处理，工艺是℃~℃，氨分解率≥80%，保温3～5小时。
2）磨削加工去除白亮层。
渗硼层脆性
评估渗硼层脆性的方法根据其脆性断裂损伤和剥落损伤而有所不同。“脆性断裂脆性”可以通过三点弯曲声发射测量的脆性断裂强度来测量。用砂轮磨削可以测试一下剥落趋势并测量“剥落脆性”。具有FeB和Fe-B两相结构的浸润层容易产生剥落破坏，而具有单相FeB结构的浸润层容易产生脆性破坏。降低渗硼层脆性的方法:1选择合适的渗硼工艺，得到单相Fe2B单相结构。2进行适当的后渗热处理。渗硼后适当的热处理可以在一定程度上降低渗层的脆性。轻载工件不会剥落，渗硼后空气冷却就足够了。重型零件渗硼后必须淬火和回火。基体的硬度高于HRC40，可以避免凹陷。为了减少脆性，应考虑脆性和剥落脆性。回火温度升高，基体比体积减小，表面残余压应力增大，有利于脆性断裂和脆性，但不利于剥落。为了防止剥落失败，回火温度应较低。回火温度的选择应根据渗硼零件在实际使用条件下的失效模式来确定。过高的淬火加热温度和强淬火介质容易产生裂纹和剥落缺陷。因此，合理选择加热温度和淬火介质。对防止脆性有一定的意义。
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