所謂碳化物不均勻性，主要指碳化物液析、碳化物帶狀、碳化物網(wǎng)狀及碳化物顆粒的大小和分布不均勻等，它們可能成為斷裂源。人們普遍認(rèn)為不均勻碳化物增加鋼的淬裂傾向。這在高碳高合金的Cr12型鋼及高速鋼中表現(xiàn)最為突出。這類鋼冶煉澆注時產(chǎn)生嚴(yán)重的偏析，大量的萊氏體共晶碳化物堆集于奧氏體晶粒周圍，有時呈網(wǎng)狀分布。這些碳化物在鍛、軋成形過程中雖然可被破碎，但在不同程度上仍保留著各種形式的不均勻性。

在淬火加熱條件下，具有粗大網(wǎng)絡(luò)狀和密集條帶狀的碳化物難以充分溶解，造成鋼材各向異性，尤其是橫向性能顯著降低。碳化物不均勻程度愈大，其抗彎強度、塑性及韌性愈低。在相同加熱條件下，碳化物堆集處碳和合金元素含量偏高，該處熔點低，易出現(xiàn)過燒。該處的奧氏體穩(wěn)定性大，馬氏體點低；而碳化物分布少的部位Ms點高，這樣就導(dǎo)致了馬氏體轉(zhuǎn)變的不均勻性和不等時性。當(dāng)碳和合金元素的富集區(qū)向馬氏體轉(zhuǎn)化時，而低濃度區(qū)已完成馬氏體轉(zhuǎn)變而處于硬化狀態(tài)，這就造成較大組織應(yīng)力，因而增大淬裂傾向。高速鋼碳化物偏析達(dá)到5級以上時，按正常溫度淬火，淬裂敏感性激烈增加。

碳素工具鋼和低合金工具鋼中也存在碳化物不均勻的問題，二次滲碳體或過剩碳化物沿晶界呈網(wǎng)狀分布時，裂紋經(jīng)常沿碳化物網(wǎng)狀擴(kuò)展，淬裂傾向較大。網(wǎng)狀碳化物要采用正火來消除。

帶狀碳化物是鋼錠凝固時形成的枝晶偏析而引起的。鋼錠在熱變形時，富碳富鉻區(qū)域沿軋制方向延伸，結(jié)果在鋼材中形成帶狀碳化物。’在淬火加熱溫度下，帶間的低碳低鉻區(qū)域容易過熱，淬火得到片狀馬氏體；而帶上的富碳富鉻區(qū)未溶碳化物較多，不易過熱，淬火得到隱晶馬氏體，還可能由于冷卻不快而形成一部分屈氏體，造成性能不均、各向異性、縱向性能高于橫向，從而增加淬火變形和開裂傾向。應(yīng)以擴(kuò)散退火來消除帶狀碳化物。

在工具鋼和軸承鋼中，在鋼錠凝固過程中，液相中的碳和合金元素富集達(dá)到了產(chǎn)生亞穩(wěn)定萊氏體共晶的成分時，即形成液析碳化物。它是一次碳化物，顆粒大，硬度高，脆性大，與基體結(jié)合差，大塊碳化物內(nèi)部的晶界和微裂紋是斷裂源。因此液析碳化物增大淬火開裂傾向。液析碳化物可采用加大鍛壓比和擴(kuò)散退火的方法來消除。

總之，碳化物不均勻性增加淬火裂紋敏感性。控制碳化物級別是必要的，對于精密刀具，碳化物不均勻性應(yīng)小于等于3級，一般刀具應(yīng)小于等于4級，大型刀具應(yīng)小于等于5級。但是，碳化物超過級別也不一定淬裂，只要適當(dāng)調(diào)整加熱制度和冷卻方式，就能防止淬裂。例如碳化物級別超過5級的高速鋼件，在下限溫度或低于正常淬火溫度15℃條件下加熱，硬度既可達(dá)到要求又可避免淬裂。

除了上述原始組織因素外，冶金生產(chǎn)中鍛造、軋制不當(dāng)，鋼材上出現(xiàn)的細(xì)小裂紋，在淬火處理中擴(kuò)展開來，暴露于工件表面，形成宏觀裂紋。鋼件內(nèi)部的發(fā)紋、皮下氣泡、嚴(yán)重的非金屬夾雜物等在淬火時都可能導(dǎo)致淬火開裂。因此，提高鋼材的冶金質(zhì)量對防止淬火開裂有重要意義。