過共析工具鋼中，存在由液相或固相析出的一次或二次碳化物。由于碳化物是硬而脆的物質(zhì)，對鋼的韌性和塑性不利。特別是當(dāng)碳化物呈網(wǎng)狀或帶狀分布時(shí)，使鋼的淬火變形量和力學(xué)性能呈現(xiàn)明顯的方向性。用碳化物偏析程度嚴(yán)重的鋼材或鍛坯制作的模具，易于發(fā)生淬火開裂、磨削裂紋及使用時(shí)脆裂等現(xiàn)象。如果碳化物相能均勻分布，對于模具鋼的工藝性能和使用性能有益處，加熱時(shí)可阻礙奧氏體晶粒長大，降低鋼的過熱敏感性。由于碳化物相的硬度極高，顯著提高鋼的耐磨性和抗咬合能力，提高了鋼的強(qiáng)度。
過共析鋼停鍛溫度過高時(shí)（＞850℃），過早進(jìn)入緩冷坑或直接進(jìn)行退火，都會(huì)促成網(wǎng)狀碳化物的析出。鋼的含碳量超過共析成分愈多，生成網(wǎng)狀碳化物的傾向愈強(qiáng)烈。加入少量鋇元素，可有效地抑制網(wǎng)狀碳化物的析出。常用合金工具鋼中以Cr2及CrWMn鋼形成網(wǎng)狀碳化物的傾向較突出。對CrWMn鋼制模具發(fā)生的淬裂、磨裂及脆裂進(jìn)行金相分析證實(shí)，凡鋼中的碳化物網(wǎng)大于2～3級(jí)，呈網(wǎng)狀或半封閉網(wǎng)存在，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)裂紋沿碳化物網(wǎng)伸展。
過共析鋼中的液析及帶狀碳化物是鋼錠在凝固過程中析出的。液析塊較大，顏色白亮，呈粗條分布或呈鏈狀。帶狀碳化物顆粒小而均勻，呈束帶狀分布，不如網(wǎng)狀碳化物那樣引起人們重視。為消除或減少鋼中的碳化物帶及液析缺陷，采用高溫?cái)U(kuò)散退火或依靠足夠大的鍛造比多向反復(fù)鍛來改善。但是，如停鍛溫度過低，在700～800℃碳化物析出區(qū)施加過大變形量，也會(huì)造成新的帶狀偏析。生產(chǎn)實(shí)踐表明，大截面的CrWMn鋼材或鍛件，易于存在這類缺陷，并造成淬裂、磨裂和使用中脆裂。
Cr12、Cr12Mov、Cr6WV鋼及W18Cr4V高速鋼，屬于萊氏體鋼，萊氏體鋼材的規(guī)格愈大，碳化物不均勻度愈嚴(yán)重，即使經(jīng)壓延后，在較大規(guī)格鋼材中，仍殘留明顯的帶狀或網(wǎng)狀堆聚，尤以Cr12鋼為突出，在淬火后，力學(xué)性能更差，其中以橫向性能下降最多，抗彎強(qiáng)度為縱向的1/2。大、中截面的萊氏體鋼，必須進(jìn)行多向反復(fù)鍛造，以改善碳化物不均勻性，方能保證模具鋼的強(qiáng)度和韌性。碳化物不均勻性還與鋼的成分有關(guān)，當(dāng)鋼中的含碳量在1%左右和含有1%左右的鎢時(shí)，碳化物的不均勻性較高，即使采用較大的鍛造比，仍有一定量的碳化物帶狀或網(wǎng)狀。選用大的鍛造比和大的變形率有利于破碎碳化物，改善碳化物的顆粒度。對存在碳化物不均勻的鋼，可采用高溫?cái)U(kuò)散處理，進(jìn)行均勻化處理，一般采用1180～1200℃，保溫5～8h。軋后或鍛后進(jìn)行強(qiáng)化冷卻，可以采用風(fēng)冷、霧冷等工藝措施。一般軋后或鍛后冷卻到650～700℃，然后進(jìn)行緩冷，快冷是為了防止網(wǎng)狀碳化物，緩冷是防止白點(diǎn)和形成裂紋。
碳化物偏析對于重載和帶尖齒模具的壽命影響最大。Cr12MoV鋼制搓絲板，如采用簡單鍛造成形，碳化物不均勻度為5～6級(jí)，使用壽命很短，有的只搓幾千個(gè)螺釘即出現(xiàn)嚴(yán)重掉齒。使用多向反復(fù)鍛造工藝，使碳化物不均勻度＜2級(jí)，消除上掉齒現(xiàn)象，使用壽命提高了十幾倍甚至幾十倍。
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