金属材料在较高的温度（400～550℃）下长时间工作而引起韧性显著降低的现象称为热脆。

1.热脆断裂的特点

1）呈现热脆性的钢材，在高温下的冲击韧度并不低，而室温冲击韧度一般比正常值降低50%～60%，甚至降低80%以上，其他强度指标及塑性指标均不发生明显变化。奥氏体钢热脆性有所不同，在热脆发生的同时还往往发生强度和塑性等指标的变化。

2）断裂的宏观表现是脆性的，断口呈粗晶状。微观上为沿晶的正向断裂。

3）具有热脆性的金属，其金相组织上可以看到黑色的网状特征（见图4-32），并有第二相质点析出。这是判定金属高温脆性发生的重要依据。

4）几乎所有的钢材都有产生热脆性的倾向。在碳钢中出现热脆性的必要条件是有塑性变形。

2.热脆断裂的一般解释

金属材料在高温下长时间受到拉应力的作用将发生一系列的组织结构变化。例如：珠光体耐热钢可能发生珠光体的球化，晶粒长大，碳化物析出，石墨化及微量元素的偏聚等。对于热脆性产生的本质至今尚不清楚，但大多数人认为，它和回火脆性应是一致的，原因是发生脆性的条件和影响因素有普遍的一致性。对于珠光体型的耐热钢（如25Cr2Mo1V）来说，多数人认为它和回火脆性是一致的，两者的共同点是：

1）两种脆性都在相同的温度范围内发生，并且在该温度下保持的时间越长，其脆化程度越大。

2）对脆性敏感的力学性能指标相同，即除室温冲击韧度外，其他温度下的力学性能指标不发生显著变化。(www.daowen.com)

图4-32 热脆金属显微组织

a）25Cr2Mo1V钢热脆组织（250×） b）12Cr2MoWVB钢碳化物沿晶界析出（200×）

3）钢的脆化倾向取决于钢材的化学成分，而且其主要作用的是合金元素和杂质，有害杂质（P、N）等及有利元素（Mo、W）等也相同。

4）热脆性和回火脆性都可以采取在高于600℃的温度下加热后快冷的方法来消除。

5）在长期加热的情况下，不论钢受不受应力作用均发生脆性。预先的冷加工变形降低脆性发展倾向，而在脆性能够发展过程中对零件施以冷加工变形将使其冲击韧度提高。

3.常见的热脆性断裂及返修处理

电厂锅炉、汽轮机用高温高强度螺栓，其常用钢材为珠光体型的耐热钢（如25Cr2Mo1V），其工作温度为450～550℃，在工作中承受拉应力作用。在长期工作后，特别是长期超温运行时，冲击韧度由120J/cm²下降到60J/cm²以下，易出现热脆性断裂。

对于热脆性程度不十分严重的零件，可以通过返修热处理，如600～650°回火或正火（淬火）后回火并快冷的方法予以消除。