淬火鋼回火時(shí)沖擊韌性的變化規(guī)律是隨著回火溫度升高而增大。但在某些溫度區(qū)間回火，可能出現(xiàn)韌性顯著降低的現(xiàn)象，這種脆化現(xiàn)象稱(chēng)為鋼的回火脆性。
例如：中碳鎳鉻鋼在250~400℃回火和450~650℃回火（回火后慢冷）時(shí)出現(xiàn)的脆化現(xiàn)象，前者稱(chēng)為第一類(lèi)回火脆性或低溫回火脆性，后者稱(chēng)為第二類(lèi)回火脆性或高溫回火脆性。
（1）第一類(lèi)回火脆性 第一類(lèi)回火脆性幾乎在所有的鋼中都會(huì)出現(xiàn)。一般認(rèn)為，馬氏體分解時(shí)沿馬氏體或片的邊界析出繼續(xù)的薄殼狀碳化物，降低了晶界的斷裂強(qiáng)度，是產(chǎn)生第一類(lèi)回火脆性的重要原因，這類(lèi)回火脆性產(chǎn)生后無(wú)法消除，故又稱(chēng)為不可逆回火脆性。
合金元素一般不能抑制第一類(lèi)回火脆性。但Si、Mn等合金元素可使脆化溫度向高溫推移。為了防止第一類(lèi)回火脆性，應(yīng)避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火。
（2）第二類(lèi)回火脆性 第二類(lèi)回火脆性主要在合金結(jié)構(gòu)鋼中出現(xiàn)。碳素鋼一般不出現(xiàn)這類(lèi)回火脆性，當(dāng)鋼中含有Cr、Mn、P、As、Sb、Sn等元素時(shí)，第二類(lèi)回火脆性增大。將脆化狀態(tài)的鋼重新回火，然后快速冷卻，即可以消除脆性。在低于脆化溫度的區(qū)間加熱，然后緩冷，脆性又重新出現(xiàn)，故稱(chēng)為可逆回火脆性。
第二類(lèi)回火脆性的產(chǎn)生機(jī)制至今尚未徹底清除。近年來(lái)的研究指出，回火時(shí)Sb、Sn、As、P等雜志元素在原奧氏體晶界上偏聚或以化合物形式析出，降低了晶界的斷裂強(qiáng)度，是導(dǎo)致第二類(lèi)回火脆性的主要原因。
Cr、Mn、Ni等合金元素不但促進(jìn)這些雜質(zhì)元素向晶界偏聚，而且本身也向晶界偏聚，進(jìn)一步降低了晶界的強(qiáng)度，從而增大了回火脆性?xún)A向。Mo、W等合金元素則抑制這些雜質(zhì)元素向晶界偏聚，故可減弱回火脆性?xún)A向。如果在回火脆性區(qū)長(zhǎng)時(shí)間停留，雜質(zhì)元素有足夠的移動(dòng)時(shí)間向晶界偏聚，快冷和Mo、W元素的抑制作用就會(huì)消失。
為了防止第二類(lèi)脆性，對(duì)于不同尺寸的工件處理方式為：
①用回火脆性敏感鋼制造的小尺寸的工件，可采用高溫回火后快速冷卻的工藝方法。可用熱處理工藝過(guò)程來(lái)實(shí)施，回火之后一般采用油冷或水冷方式。在冷卻的過(guò)程中，工件在400℃以下就可以提出冷卻介質(zhì)，防止過(guò)低的冷卻溫度造成工件開(kāi)裂。
②大截面工件回火脆性的防止措施：設(shè)計(jì)選擇材料時(shí)，要求提高鋼的冶煉純度，減少鋼中的雜質(zhì)元素以及在鋼中含有適量的Mo、W等合金元素的這類(lèi)鋼種，用冶金方式達(dá)到抑制雜質(zhì)元素向晶界偏聚，從而降低鋼在熱處理過(guò)程中的回火脆性。大截面工件用鋼廣泛使用這種方法來(lái)抑制回火脆性，而不提倡采用回火之后的快冷方法。其一，大件的快冷效果不是太好；其二，防止工件的快冷開(kāi)裂。
③在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常碰到的事情，例如一些直徑不粗而又較長(zhǎng)的40Cr鋼制的軸，當(dāng)長(zhǎng)徑比L/D＞8~10時(shí)，調(diào)質(zhì)以后就會(huì)發(fā)生較大的彎曲變形，調(diào)質(zhì)回火溫度常選擇在520~580℃范圍內(nèi)，這就出現(xiàn)了第二類(lèi)回火脆性問(wèn)題，常常規(guī)定回火后必須進(jìn)行水冷或鋼在低溫校直過(guò)程中容易長(zhǎng)身校正發(fā)裂或較大的校正應(yīng)力，導(dǎo)致精加工車(chē)削時(shí)更大的變形。遇到這種情況時(shí)，應(yīng)在回火后先進(jìn)行熱態(tài)校正，然后進(jìn)行一次補(bǔ)充回火。由于第二類(lèi)回火脆性是可逆的，利用這個(gè)特性，將校正后的零件再次加熱到原回火溫度，然后進(jìn)行快冷來(lái)消除已經(jīng)產(chǎn)生的回火脆性。當(dāng)工件是合金元素含量較多的鋼種或零件形狀復(fù)雜時(shí)，回火水冷或油冷會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，所以經(jīng)過(guò)上述方法處理的零件，還應(yīng)在低于這個(gè)回火溫度約100℃的溫度下再回火一次，以消除回火內(nèi)應(yīng)力。
④對(duì)于亞共析鋼可以采用在A1~A3臨界區(qū)加熱亞溫淬火的方法，使磷等有害雜質(zhì)元素溶入鐵素體中，達(dá)到減少在原始奧氏體晶界上的偏聚，可以顯著減弱回火脆性。
⑤形變熱處理的方法也可以減弱回火脆性。
