鋼的第一類回火脆性與回火后的冷卻速度無關(guān)，在產(chǎn)生回火脆性的溫度保溫后，無論是進(jìn)行快冷還是慢冷，鋼的沖擊韌度都呈降低趨勢。經(jīng)第一類回火脆性溫度回火的斷口呈晶間斷裂（沿晶界），在高于或低于脆化溫度回火的鋼件，斷口呈穿晶（沿晶粒內(nèi)部）斷裂。鋼的力學(xué)性能指標(biāo)對第一類回火脆性具有不同的敏感程度，并與加載方式有關(guān)。扭轉(zhuǎn)與沖擊載荷對回火脆性敏感程度大，而拉伸和彎曲應(yīng)力對回火脆性敏感程度小。因此，對于應(yīng)力集中比較嚴(yán)重、沖擊載荷較大或承受扭轉(zhuǎn)載荷的工件，應(yīng)該避免在第一類回火脆性的產(chǎn)生溫區(qū)回火，避免工件出現(xiàn)脆性開裂。但是對于應(yīng)力集中不嚴(yán)重，承受位伸、壓縮或彎曲應(yīng)力的工件，例如，某些冷變形工模具，其使用壽命主要取決于疲勞裂紋的萌生而不是裂紋擴(kuò)展抗力，選擇材料和制訂熱處理工藝時，主要應(yīng)該考慮在保證材料具有適當(dāng)?shù)乃苄院晚g度條件下，追求高的強(qiáng)度，并不一定把第一類回火脆性作為必須避免的回火溫區(qū)。
淬火鋼的第一類回火脆性常發(fā)生在200～350℃之間，這一溫度范圍正是回火的第二類轉(zhuǎn)變（即殘留奧氏體轉(zhuǎn)變）比較劇烈的溫度區(qū)間，而且隨著鋼中含有提高殘留奧氏體分解溫度的元素，發(fā)生第一類回火脆性的溫度也相應(yīng)提高。所以一般認(rèn)為殘留奧氏體的轉(zhuǎn)變是出現(xiàn)第一類回火脆性的原因之一。出現(xiàn)第一類回火脆性的溫度，碳素鋼約為250℃，含有1%Cr的Cr-Ni鋼、Cr-Mo鋼則為300～350℃，有的合金鋼甚至推延到400℃以上。因?yàn)闅埩魥W氏體本身韌性、塑性比較高，當(dāng)殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體或下貝氏體后，具有較好韌性不宜易破裂的奧氏體的消失會使鋼的韌性明顯降低。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，鋼的第一類回火脆性與殘留奧氏體的轉(zhuǎn)變、馬氏體分解沿晶界和亞晶析出薄膜狀滲碳體以及S、P、N等雜質(zhì)元素在晶界的偏聚等因素有關(guān)。產(chǎn)生第一類回火脆性時，往往伴隨著晶間斷裂傾向的增大，但是有些鋼在第一類回火脆性溫區(qū)也觀察到以穿晶解理或馬氏體板條間解理的方式發(fā)生斷裂。這些事實(shí)表明，第一類回火脆性機(jī)理隨具體鋼種而異。對于某一具體鋼種，出現(xiàn)脆性往往不是單一機(jī)制作用的結(jié)果，而是多種方式共同作用的結(jié)果，在一定的條件下，可能以某一因素為主。當(dāng)鋼中含有較多雜質(zhì)時，淬火加熱過程中雜質(zhì)元素已向奧氏體晶界偏聚，這種鋼的回火馬氏體脆性是由雜質(zhì)元素偏聚和滲碳體薄膜在晶間兩者的復(fù)合作用造成的，導(dǎo)致晶界弱化使鋼脆化，其主要的斷裂方式為晶間斷裂。當(dāng)鋼中夾雜和殘留奧氏體都很少時，回火馬氏體脆性的主要原因是M3a型碳化物以分別形核方式沉淀于板條晶界（或原奧氏體晶界），由于滲碳體的斷裂、滲碳體附近鐵素體膜的青年或滲碳體與基體界面的脫開，最終的斷裂方式主要為穿晶解理斷裂，若碳化物集中在原奧氏體晶界上沉淀，則斷裂是晶間斷裂。當(dāng)鋼中雜質(zhì)很少，但具有足夠數(shù)量的殘留奧氏體薄膜時，因殘留奧氏體薄膜機(jī)械失穩(wěn)，在馬氏體板條晶界上沉淀出碳化物，同時殘留奧氏體轉(zhuǎn)變成未回火的馬氏體，此時回火馬氏體脆性主要是由殘留奧氏體薄膜分解引起的，斷裂方式是沿馬氏體板條晶界間解理斷裂。
對于某些具有第一類回火脆性的鋼，不僅沖擊韌度降低，而且疲勞強(qiáng)度也有所降低。一些冷變形工模具鋼的回火脆性溫區(qū)較低，例如GCr15、9CrSi和9Mn2V等鋼的第一類回火脆性溫區(qū)為190～250℃，在這樣低的溫度下回火，誘發(fā)這些鋼脆化的主導(dǎo)因素可能是殘留奧氏體的熱失穩(wěn)和機(jī)械失穩(wěn)引起的馬氏體轉(zhuǎn)變。
合理的選材和熱處理可以抑制或防止第一類回火脆性的產(chǎn)生。所有常用合金元素（包括Mo和W）都不改變這種回火脆性的性質(zhì)，工業(yè)用鋼一般都可能產(chǎn)生這種回火脆性。從減少雜質(zhì)元素在晶界偏聚的角度，冶煉上可采用真空熔煉、電渣重熔等技術(shù)，以便從根本上減少鋼中磷、硫等有害雜質(zhì)的含量，也可以通過加入合金元素將有害雜質(zhì)固定在基體晶內(nèi)的方法以避免雜質(zhì)向晶界偏聚。鋼中加入鈣、鎂和稀土元素，能夠減少硫向晶界的偏聚，加入少量的Al或V，對第一類回火脆性稍有減弱作用。但是，由于所含合金元素不同，發(fā)生回火轉(zhuǎn)變各階段的溫度有些差異，因此出現(xiàn)回火脆性的溫度也不盡相同。為了擴(kuò)大高強(qiáng)度鋼的使用范圍，可以通過加入硅的方法推遲馬氏體的分解，使第一類回火脆性推延到300℃以上。到目前為止，除不在回火脆性溫度范圍內(nèi)回火外，還沒有有效的熱處理方法能夠消除鋼中這種回火脆性，也沒有找到能夠有效控制這種回火脆性的合金元素。工藝上采用等溫淬火獲得貝氏體、奧氏體塑性變形淬火以及快速回火、亞臨界淬火和循環(huán)熱處理等措施減小晶粒度，降低晶界的平均雜質(zhì)含量，能夠降低鋼的第一類回火脆性。
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