碳素工具鋼(carbon tool steel) 按照GB/T13304《鋼分類》第1部分%26ldquo;鋼按化學(xué)成分分類%26rdquo;，碳素工具鋼屬于非合金鋼。按照應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)第2部分%26ldquo;鋼按主要質(zhì)量等級(jí)和主要性能及使用特性分類%26rdquo;，碳素工具鋼屬于特殊質(zhì)量非合金鋼。

用于制作刃具、模具和量具的碳素鋼。與合金工具鋼相比，其加工性良好，價(jià)格低廉，使用范圍廣泛，所以它在工具生產(chǎn)中用量較大。碳素工具鋼分為碳素刃具鋼、碳素模具鋼和碳素量具鋼。碳素刃具鋼指用于制作切削工具的碳素工具鋼，碳素模具鋼指用于制作冷、熱加工模具的碳素工具鋼，碳素量具鋼指用于制作測(cè)量工具的碳素工具鋼。此類鋼一般以退火狀態(tài)交貨，根據(jù)需方要求也可以不退火狀態(tài)交貨。退火鋼材的硬度、斷口組織、網(wǎng)狀碳化物、珠光體組織、試樣淬火硬度、淬透性深度和鋼材表面脫碳層深度應(yīng)符合中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB1298規(guī)定。此類鋼中存在網(wǎng)狀碳化物和層片狀珠光體時(shí)，容易產(chǎn)生淬火變形、開裂和硬度不均勻，并降低刃具耐磨性，容易引起刃具崩刃，降低刃具壽命。為了防止網(wǎng)狀碳化物的產(chǎn)生，鋼材要反復(fù)鍛造，鍛后要快速冷卻。通過球化退火可使層片狀珠光體中的滲碳體球化。此類鋼淬火加熱一般用鹽浴爐，它可防止或減輕工具表層脫碳。在淬火冷卻時(shí)要注意防止變形和開裂，為此一般采用分級(jí)淬火或等溫淬火，有的采用高頻淬火。淬火后應(yīng)及時(shí)回火，以防停放時(shí)發(fā)生變形或開裂。

此類鋼的碳含量范圍為0.65%～1.35%。在中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB1298—77中共有8個(gè)牌號(hào)碳素工具鋼。其中碳含量較低的T7鋼具有良好的韌性，但耐磨性不高，適于制作切削軟材料的刃具和承受沖擊負(fù)荷的工具，如木工工具、鐮刀、鑿子、錘子等。T8鋼具有較好的韌性和較高的硬度，適于制作沖頭、剪刀，也可制作木工工具。錳含量較高的T8Mn鋼淬透性較好，適于制作斷口較大的木工工具、煤礦用鑿、石工鑿和要求變形小的手鋸條、橫紋銼刀。T10鋼耐磨性較好，應(yīng)用范圍較廣，適于制作切削條件較差、耐磨性要求較高的金屬切削工具，以及冷沖模具和測(cè)量工具，如車刀、刨刀、銑刀、搓絲板、拉絲模、刻紋鑿子、卡尺和塞規(guī)等。T12鋼硬度高、耐磨性好，但是韌性低，可以用于制作不受沖擊的，要求硬度高、耐磨性好的切削工具和測(cè)量工具，如刮刀、鉆頭、鉸刀、擴(kuò)孔鉆、絲錐、板牙和千分尺等。T13鋼是碳素工具鋼中碳含量的鋼種，其硬度，但韌性低，不能承受沖擊載荷，只適于制作切削高硬度材料的刃具和加工堅(jiān)硬巖石的工具，如銼刀、刻刀、拉絲模具、雕刻工具等。

用作冷作模具的碳素工具鋼主要有T7A、T10A、T11A等，其中，又以T10A鋼應(yīng)用為普遍。冷作模具較少采用T8鋼，主要有兩方面原因：一是T8鋼淬火加熱過熱敏感性大，甚至在加熱溫度比較低(780~790℃)的條件下，T8鋼的晶粒也容易長大，韌度較差；二是T8鋼淬火后組織中沒有過剩的碳化物，因而耐磨性差。而過共析鋼T10A、T11A在加熱時(shí)能獲得比較細(xì)的晶粒，淬火過熱敏感性小，經(jīng)適當(dāng)熱處理后可獲得較高的強(qiáng)度和一定的韌度。另外，T10A、T11A鋼在淬火后組織中還保留一些剩碳化物，可提高模具的耐磨性，這是T10A鋼應(yīng)用比較普遍的原因。