Свойства хромистой нержавеющей стали зависят от легирования, термической обработки и структурного состояния. Нержавеющая сталь мартенситного класса после закалки приобретает высокую прочность, твердость и низкую пластичность. Отпуск сильно изменяет эти свойства, повышая пластичность и уменьшая прочность и твердость.
Нержавеющая сталь полуферритного и ферритного класса наилучшее сочетание свойств получает в результате высокого отпуска при умеренных температурах (760° С) с охлаждением на воздухе. Когда содержание хрома не превышает количества, необходимого для полного закрытия 7-области, то механические свойства нержавеющей стали изменяются в определенных направлениях.
В закаленном состоянии предел прочности, предел текучести и твердость увеличиваются с повышением содержания хрома в нержавеющей стали, а пластичность несколько уменьшается. Хром увеличивает устойчивость нержавеющей стали против отпуска.
В отожженных сталях хром также увеличивает твердость и прочностные характеристики и уменьшает пластичность. На предел прочности и пластичность увеличение содержания хрома оказывает сравнительно большое влияние, а на ударную вязкость и способность к охрупчиванию нержавеющей стали, особенно на образцах с надрезом, - значительное.
Причины и условия, вызывающие появление хрупкости у хромистых нержавеющих сталей, могут быть различными, поэтому различают несколько видов хрупкости.
Хладноломкость - хрупкость при низких температурах, проявляющаяся у ферритных нержавеющих сталей в чувствительности к надрезу и падении ударной вязкости при температурах минус 100 до плюс 100° С.
Хрупкость при низком отпуске (475° С) - появляется в результате длительного нагрева или замедленного охлаждения нержавеющей стали в интервале температур 400-540° С.
Хрупкость при повышенном отпуске - возникает в результате длительного нагрева при 540-850° С и связана с образованием cr-фазы в ферритном твердом растворе.
Высокотемпературная хрупкость - появляется в результате высокого нагрева (грубозернистости) и быстрого охлаждения. Эта хрупкость связана с пересыщением a-твердого раствора углеродом, искажением кристаллической решетки вследствие неравномерности распределения углерода и ассоциирования выделений в группировки.