碳素工具鋼最終熱處理的工藝流程、組織和性能
碳素工具鋼常用淬火加熱溫度一般在770~790℃之間，淬火介質多數采用水及水溶液。作為工具用的碳素工具鋼，要求回火后的硬度為HRC61~64；作為模具，要求回火后的硬度為HRC54~60。低溫淬火工藝是把正常的淬火加熱溫度壓低20~30℃，可獲得體積分數為50%以上的板條馬氏體的淬火組織，孿晶馬氏體也較細，可提高模具的韌度，但淬硬層太薄。低溫淬火工藝只有與碳化物超細化處理相結合，才可以顯著提高模具鋼的強韌性。對于尺寸較大的碳素工具鋼工模具，淬火加熱溫度可提高20~40℃，以增加淬硬層深度，然后配以分級或等溫淬火，以減少畸變和開裂傾向。
正常淬火組織為均勻分布的粒狀碳化物+隱針或細針馬氏體+殘留奧氏體。T7、T8鋼淬火組織中剩余碳化物很少，或者完全沒有，因此其耐磨性也較差。ZBJ 36003-1987《工具鋼熱處理金相檢驗標準》中第十二、第十三級別圖，把高碳鋼淬火馬氏體依其針長分為6個級別(在放大500倍下評定)：
1級＜1.5mm              2級＞1.5~2.5mm
3級＞2.5~45mm           4級＞4~6mm
5級＞6~8mm              6級＞8~12mm
精密的小型工模具，馬氏體小于2級為好，一般工模具的合格級別可以放寬到3~4級。檢驗時，采用體積分類為4%的硝酸酒精溶液侵蝕拋光面，馬氏體針呈灰白色，針與針之間沒有黑白差，不易分辨，殘余奧氏體也分辨不清。分級淬火的馬氏體組織有針與針之間的黑白差，先形成的馬氏體在等溫分級時被回火，金相磨面被侵蝕后呈黑色。從分級溫度冷卻到室溫時形成的馬氏體未被回火，金相磨片被侵蝕后呈灰白色。
高碳鋼選擇在140~200℃之間回火，工具回火選下限，模具回火選上限。觀察回火試樣磨片時，所有回火馬氏體都侵蝕變黑，殘余奧氏體應呈灰白色(與回火馬氏體相比，它不容易接受侵蝕，但比馬氏體容易接受侵蝕)，但因面積太小，數量也不多，在淬火或回火組織中都不易被分辨。觀察到的正常回火組織為黑色回火馬氏體基體上均勻分布著白色顆粒狀剩余碳化物。T12鋼820℃加熱，160℃分級淬火。如果回火不足，黑色基體的色澤不均勻，可能出現灰黃色斑塊。
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