在厚壁不銹鋼管退火(正火)生產過程中，如果操作不當，厚壁不銹鋼管會產生各種不良組織，成為退火(正火)缺陷。常見的缺陷有：
1.硬質材料
為了便于不銹鋼管的加工，需要退火厚壁不銹鋼管的硬度范圍。如果硬度太高，無法加工，則需要修理。厚壁不銹鋼管產生硬質材料的原因可以從顯微組織中看出，如索氏體、屈氏體或伴有貝氏體或馬氏體。這些組織的出現往往是由于厚壁不銹鋼管的加熱溫度過高、冷卻速度過快、等溫溫度過低、時間過短，導致過冷奧氏體轉變溫度過低或不完全。根據大直徑厚壁不銹鋼管材質硬的原因和厚壁管的組織轉變特點，采取了有效的再退火措施(如等溫退火、低溫退火、球化退火等)。)以獲得所需的微觀結構和硬度。
2.又黑又脆
退火后，大直徑厚壁不銹鋼管應具有較低的硬度和較高的塑性。然而，有時人們發現，盡管不銹鋼管的硬度很低，但它們在折疊時會變脆并斷裂，很像灰鑄鐵，斷口呈灰黑色，因此被稱為“黑色脆性”。金相檢驗表明，這種大直徑厚壁不銹鋼管中的一些滲碳體已經轉化為石墨如圖3-27。
這種現象的原因主要是由于退火溫度高、保溫時間長、冷卻慢、硅含量高、錳含量低和微量雜質(如鋁)促進了大直徑不銹鋼厚壁管的石墨化。黑色且易碎的厚壁管出現，無法修復。
3.格羅斯魏氏組織
如第三節所述，大口徑不銹鋼厚壁管中的輕微魏氏結構不會降低不銹鋼管的機械性能，也不被視為缺陷結構。然而，當大直徑厚壁不銹鋼管出現粗魏氏組織時，不銹鋼管的力學性能將會降低，因此必須對其進行改進。由于粗大的奧氏體晶粒是形成魏氏組織的必要條件，適當的冷卻速度是充分條件，除了在鑄造和鍛造狀態下容易產生魏氏組織外，如果退火和正火的加熱溫度過高且冷卻速度合適，也可能產生魏氏組織。
為了消除魏氏組織，不銹鋼管廠可以采用略高于Ac3的加熱溫度來溶解鐵素體而不使奧氏體晶粒變粗，然后根據鋼的化學成分采用更快或更慢的冷卻速度。對于嚴重的低碳鋼魏氏結構，可以通過兩次正火來消除。第一正火溫度較高，第二正火溫度較低，不僅可以消除厚壁管的魏氏組織，還可以細化厚壁管的晶粒。
4.網狀組織
當先共析鐵素體或滲碳體分布在網絡中時不銹鋼換熱管，大直徑厚壁管的力學性能會降低。特別是網狀碳化物在隨后的淬火過程中難以消除，必須嚴格控制。例如，根據冶金部標準，大直徑厚壁管分為5個等級，一般合格1 ~ 3個等級。
在退火和正火過程中，304不銹鋼無縫管大直徑厚壁鋼管網狀結構主要是由于加熱溫度高、冷卻速度慢造成的。大直徑厚壁不銹鋼管如采用碳化物呈半網，不完全封閉網或完全封閉網，應在高溫下加熱使所有碳化物溶解為奧氏體，大直徑厚壁不銹鋼管冷卻后應采用快速冷卻方法抑制游離碳化物的析出。