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工具钢基本的性能要求是；高硬度高耐磨性。高硬度是进行切削的基本条件，高耐磨性可工具有一定的寿命。即耐用度。针对上述两个要求。先发展起来的是碳素工具钢。其合碳量范围在0.65%~1。35%，属高碳钢。包括亚共析钢、共析钢和过共析钢。
碳素工具钢的热处理工艺为淬火 低温回火。一般亚共析钢采用完全淬火。淬火后的组织为细针状马氏体。过共析钢采用不完全淬火。淬火后的组织为隐晶马氏体十位溶碳化物。且由于未溶碳化物的存在，使钢的韧性较低。脆性较大。所以在使用中脆断倾向性大。应予以充分注意。
