碳在配重生鐵中以兩種形態(tài)存在，一種是游離碳（石墨），主要存在于鑄造生鐵中，另一種是化合碳（碳化鐵），主要存在于煉鋼生鐵中，碳化鐵硬而脆，塑性低，含量適當可提高生鐵的強度和硬度，含量過多，則使生鐵難于削切加工，這就是煉鋼生鐵切削性能差的原因。石墨很軟，強度低，它的存在能增加生鐵的鑄造性能。一般含碳量小于0.0218%的叫熟鐵或純鐵，含量在0.0218-2.11%的叫鋼，含量在2%以上的叫生鐵。熟鐵軟，塑性好，容易變形，強度和硬度均較低，用途不廣；生鐵含碳很多，硬而脆，幾乎沒有塑性。

高速鋼中含有很高的碳及大量的合金元素，熱處理后硬度高達63~79HRC，這些特點使得高速鋼在進行熱處理時，經(jīng)常會出現(xiàn)開裂、硬度不足、過熱或過燒、局部熔蝕、變形等缺陷，特別是厚大件、復(fù)雜件的熱處理。工藝分析指出：硬度不夠的問題，主要是熱處理過程中發(fā)生脫碳所致。熱處理保溫時間不夠或者溫度過低，也都可能造成硬度不足。過熱、過燒或熔蝕的問題，是由于淬火溫度過高或高溫保溫時間過長。出現(xiàn)裂紋的問題是由于淬火過熱、加熱速度過快、淬火冷速太快、回火不及時或不充分。

形狀復(fù)雜、零件截面突變，厚薄懸殊的高速鋼零件，更容易發(fā)生開裂。大尺寸，大厚度，要求高硬度的高速鋼零件，熱處理過程中產(chǎn)生的應(yīng)力大，淬火冷速也難以上去，加之零件不同部位的厚度差大，熱處理時不僅容易開裂而且經(jīng)常會出現(xiàn)厚的部分硬度不夠，而薄的部分又發(fā)生局部過熱或熔蝕的情況。 針對上述問題，中航工業(yè)昌河飛機公司對高速鋼大件的熱處理進行了工藝改進。鍛件毛壞及時退火。為消除坯料在鍛造時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，細化晶粒，為淬火作組織準備，高速鋼鍛造后必須及時退火。退火后的組織為索氏體和碳化物。