所谓碳化物不均匀性，主要指碳化物液析、碳化物带状、碳化物网状及碳化物颗粒的大小和分布不均匀等，它们可能成为断裂源。人们普遍认为不均匀碳化物增加钢的淬裂倾向。这在高碳高合金的Cr12型钢及高速钢中表现最为突出。这类钢冶炼浇注时产生严重的偏析，大量的莱氏体共晶碳化物堆集于奥氏体晶粒周围，有时呈网状分布。这些碳化物在锻、轧成形过程中虽然可被破碎，但在不同程度上仍保留着各种形式的不均匀性。

在淬火加热条件下，具有粗大网络状和密集条带状的碳化物难以充分溶解，造成钢材各向异性，尤其是横向性能显著降低。碳化物不均匀程度愈大，其抗弯强度、塑性及韧性愈低。在相同加热条件下，碳化物堆集处碳和合金元素含量偏高，该处熔点低，易出现过烧。该处的奥氏体稳定性大，马氏体点低；而碳化物分布少的部位Ms点高，这样就导致了马氏体转变的不均匀性和不等时性。当碳和合金元素的富集区向马氏体转化时，而低浓度区已完成马氏体转变而处于硬化状态，这就造成较大组织应力，因而增大淬裂倾向。高速钢碳化物偏析达到5级以上时，按正常温度淬火，淬裂敏感性激烈增加。

碳素工具钢和低合金工具钢中也存在碳化物不均匀的问题，二次渗碳体或过剩碳化物沿晶界呈网状分布时，裂纹经常沿碳化物网状扩展，淬裂倾向较大。网状碳化物要采用正火来消除。

带状碳化物是钢锭凝固时形成的枝晶偏析而引起的。钢锭在热变形时，富碳富铬区域沿轧制方向延伸，结果在钢材中形成带状碳化物。’在淬火加热温度下，带间的低碳低铬区域容易过热，淬火得到片状马氏体；而带上的富碳富铬区未溶碳化物较多，不易过热，淬火得到隐晶马氏体，还可能由于冷却不快而形成一部分屈氏体，造成性能不均、各向异性、纵向性能高于横向，从而增加淬火变形和开裂倾向。应以扩散退火来消除带状碳化物。

在工具钢和轴承钢中，在钢锭凝固过程中，液相中的碳和合金元素富集达到了产生亚稳定莱氏体共晶的成分时，即形成液析碳化物。它是一次碳化物，颗粒大，硬度高，脆性大，与基体结合差，大块碳化物内部的晶界和微裂纹是断裂源。因此液析碳化物增大淬火开裂倾向。液析碳化物可采用加大锻压比和扩散退火的方法来消除。

总之，碳化物不均匀性增加淬火裂纹敏感性。控制碳化物级别是必要的，对于精密刀具，碳化物不均匀性应小于等于3级，一般刀具应小于等于4级，大型刀具应小于等于5级。但是，碳化物超过级别也不一定淬裂，只要适当调整加热制度和冷却方式，就能防止淬裂。例如碳化物级别超过5级的高速钢件，在下限温度或低于正常淬火温度15℃条件下加热，硬度既可达到要求又可避免淬裂。

除了上述原始组织因素外，冶金生产中锻造、轧制不当，钢材上出现的细小裂纹，在淬火处理中扩展开来，暴露于工件表面，形成宏观裂纹。钢件内部的发纹、皮下气泡、严重的非金属夹杂物等在淬火时都可能导致淬火开裂。因此，提高钢材的冶金质量对防止淬火开裂有重要意义。