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產生回火脆性的根本原因是合金鋼在一定溫度回火、回火后冷卻或時效過程中P、Sn、Sb和As等有害元素在奧氏體晶界處偏聚，降低了Fe原子在晶界處的結合力，當材料經受沖擊或拉伸時，界面能已下降的晶界處很容易首先開裂，如果材料的晶內韌性好，裂紋就容易沿晶界擴展，造成沿晶斷裂。其中P是最能增強回火脆化敏感性的元素，Sn次之，Sb和As的影響較小。因此，降低鋼的回火脆化敏感性的根本方法是盡量降低P、Sn、Sb和As等有害元素在鋼中的含量。
回火溫度升高，一般使鋼的強度、硬度下降，塑性、沖擊韌性上升，但有一些鋼在一定溫度回火時，沖擊韌性比在較低溫度回火時反而下降，即出現稱為回火脆性的脆化現象。大多數中碳合金結構鋼在250～400℃和500～650℃范圍內回火及回火后緩冷，均出現這種韌性降低現象，稱前者為第1類回火脆性，后者為第2類回火脆性。此外，鋼在400～600℃長期服役(時效)后所出現的脆化現象也屬于第2類回火脆性。
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