回火时韧性下降的现象通称为回火脆性或回火脆化。回火脆性又两类：第一类回火脆性发生在200~400℃之间；第二类回火脆性在350~650℃之间。这两种脆性发生的温度范围有时部分重叠，而且其产生的机理也有部分相似之处，有时很难再其间划出严格的界线，但二者还是两种不同的现象。第一类回火脆性的是可逆的，与钢的化学成分关系不大。
第一类回火脆性最明显表现是将淬火钢在200~400℃回火1h以上，不管是快冷或慢冷，钢的夏氏缺口冲击功都会降低。直到目前为止，关于第一类回火脆性的集中主要实验看法可归纳如下。
（1）残余奥氏体的分解 研究中，低碳钢中的残余奥氏体后发现，产生第一类回火脆性时，总是伴随着残余奥氏体的分解，在板条间产生Fe3C薄膜，正是这种Fe3C薄膜导致了第一类回火脆性。由于一般中、低碳钢淬火后主要形成板条状马氏体，残余奥氏体则存在于马氏体板条之间，因此分解而成的Fe3C也处于板条之间。其所熬成的断裂对于马氏体而言是沿晶断裂，而对于原奥氏体而言则是穿晶断裂。
（2）杂质元素 杂质偏聚在原奥氏体晶界，晶间脆化，引起第一类回火脆性，杂质元素有磷、硫等。合金元素锰、硅也促进产生第一类回火脆性。
（3）马氏体板条间的碳化物 低温回火时新生的碳化物沿板条马氏体的板条、束的边界或片状马氏体的栾晶带和晶界上析出，因而引起钢回火的第一类脆性。碳化物随着回火温度的升高，碳化物聚集、长大、球化，改善了各类截面的脆化性质，使钢的冲击韧性得到提高。这类现象已经被很多实验证实。
贝氏体是形核长大过程，是介于珠光体浴马氏体之间的转变，因而具有这两种转变的特征，对于下贝氏体，一般认为下贝氏体中的碳化物是自饱和铁素体中析出，与淬火马氏体+低温回火的转变方式不同，但是贝氏体可以获得更好的力学性能。
根据第一类回火脆性的可能产生因素以及贝氏体转变特征，除了才用刚才的冶金措施以外，在工艺上采用贝氏体等温淬火代替淬火+回火的热处理方法，可以避免第一类回火脆性的发生，但是只是部门的预防。也可以采用短时快速回火的方法避免。
