碳素钢脆性，按产生原因、发生脆性时的现象等分为冷脆性、热脆性、蓝脆性、石墨脆性和氢脆性。

冷脆性

在低温中，磷含量较高的钢塑性和韧性很低，容易引起脆性断裂的性质。磷引起冷脆性的原因是:

(1)磷固溶在铁素体中，降低铁素体的塑性和韧性，增加钢的脆性;

(2)磷容易在铁素体晶界上偏聚，降低晶界强度，引起脆性晶界断裂;

(3)磷在铁素体中溶解度较大，室温时达0.7%。但由于钢中含有碳，碳溶入铁素体中使磷在铁素体中溶解度降低。并且，钢水凝固时磷极易产生枝晶偏析。所以钢中磷含量较高时，晶界上形成脆性磷化铁薄膜，增加钢的脆性。

热脆性

硫含量较高硫偏析严重的钢，在热加工时容易产生开裂的性质。硫在铁中溶解度很小，

在室温几乎不溶于铁。但硫与铁化合生成硫化铁。钢水凝固时形成了γ-Fe+FeS共晶体，其共晶温度为989℃。钢水中的氧与铁化合生成氧化铁，形成γ-Fe+FeS+FeO三元共晶体，其共晶温度为940℃。钢水凝固时形成的三元共晶体量很少，它分布在γ-Fe晶界上。在热加工时低熔点的共晶体在γ-Fe晶界上处于熔融状态，所以变形时发生开裂。

炼钢时锰作为脱氧剂加入。锰与硫的亲和力比铁与硫的亲和力大，钢中硫优先与锰化合形成硫化锰，硫又与铁化合生成硫化铁，二者互相溶解而成为复合硫化物。其成分随钢中锰和硫含量比值而变化。随钢中锰和硫含量比值的增加，复合硫化物中硫化锰含量增加。硫化锰熔点很高(1620℃)，硫化锰含量高的复合硫化物的熔点也相当高，而且锰和硫含量比值高的钢的三元共晶温度也相当高。所以不会发生三元共晶体熔化引起的热脆性。为了防止热脆性，钢中锰含量要控制在硫含量的5~10倍。

蓝脆性

氮含量较高的低碳钢在200~250℃发生时效，钢的强度升高，塑性和韧性明显降低所引起的脆性。因为在200~250℃加热时，钢的表面形成氧化物，其色呈蓝色，所以这种脆性称为蓝脆性。氮在铁素体中的溶解度随温度的下降而急剧变小，在590℃铁素体中可溶解0.115%，而在室温其溶解度只有(0.1~1)×10-6。因为氮在铁素体中扩散速度很慢，所以低碳钢在热加工后即使是空冷也将得到氮所过饱和的铁素体。因此，氮含量较高的低碳钢在200~250℃加热时，铁素体中析出极细的氮化物质点，提高钢的强度，降低钢的塑性和韧性，引起钢的脆性。低碳钢经过冷变形，在200~250℃加热时碳、氮原子与位错发生弹性交互作用，钢的强度提高，而塑性和韧性降低，也会引起钢的脆性。防止蓝脆性的途径，一是运用现代炼钢技术以减少钢水中氮含量，二是加入适量的铝、钛或铌，使其与氮形成化合物。

石墨脆性

钢在较高温度长时间停留时，钢中的渗碳体分解为铁和石墨，使钢的强度和塑性都显著降低所引起的脆性。其断口因石墨呈黑色，故又称黑脆。钢的碳含量越高，石墨化越容易。硅促进石墨化，而锰阻碍石墨化。高碳钢锻后冷却速度过慢，退火保温时间过长，多次重复加热退火容易引起石墨脆性。石墨脆性一旦发生就无法消除，要注意预防。

氢脆性

溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹，又称白点。在材料的冶炼过程和零件的制造与装配过程(如电镀、焊接)中进入钢材内部的微量氢(10-6量级)在内部残余的或外加的应力作用下导致材料脆化甚至开裂。在尚未出现开裂的情况下可以通过脱氢处理(例如加热到200℃以上数小时，可使内氢减少)恢复钢材的性能。因此氢脆性是可逆的。