高碳工具钢（如T10、T12、T13）容易出现石墨碳（有石墨析出的钢的断口呈黑色）。石墨碳有时呈团状、点状，有时呈片状。石墨四周贫碳，常有铁素体相伴而生，易于与杂质和表面凹坑区别。石墨碳的存在能使材料塑性、韧性大幅度下降，并降低模具硬度和耐磨性等性能，故称“黑脆”。在淬火加热时，石墨不易回溶到奥氏体中，模具淬火硬度因此偏低。同时，石墨割裂了基体组织的连续性，使模具在使用中易于脆裂或出现剥落现象。因此，除非特殊需要，模具中一般不允许有石墨存在。

图4-2 T12钢退火后的表面组织（×100）

1.产生原因

1）终锻或锻轧温度太高，随后缓慢冷却，又在750～800℃长时间停留。

2）在700～720℃进行长时间退火，或在720～740℃时缓慢冷却至600℃，或多次球化退火（3～4次），导致钢的晶粒长大并出现石墨碳。图4-2所示为T12钢退火后的表面组织。由该图可以看出，表层存在脱碳组织，外表层是白色网状铁素体+片状珠光体（黑色），次层是黑色片状珠光体层，内层是片状珠光体+球状珠光体的混合组织，从片状珠光体和球状珠光体混合区开始，到中心正常球化组织中，都有点状黑色石墨碳（这是因退火温度失控所致）。

3）冷变形量过大或淬火成马氏体的钢在退火时更容易产生石墨碳。

4）钢中促进石墨化的元素Si和Al的含量接近上限等。(www.daowen.com)

2.对策

1）严格执行锻造工艺规范。

2）认真执行退火工艺规范，防止加热温度过高、保温时间过长及冷却缓慢。

3）对于预先冷变形或淬火成马氏体的模具，应选择较低的温度和保温时间进行退火。

4）严格控制模具钢中Si及Al含量，尽量选用这两种元素下限含量的钢材。

采用高温正火处理可以消除石墨碳。若效果不良，可重新锻造或轧制（压缩比不小于35%），然后快速冷却。