当碳钢的奥氏体状态快速冷却时会发生什么？变化取决于冷却速度。进行快速冷却的速度称为冷却速度。冷却速度取决于待冷却液体的温度和热导率。
例如，您可以理解冷却速度取决于您是在自来水中冷却、在加冰的水中、在热水中还是在酒精中加干冰冷却。
由于冷却速度的不同，会发生以下结构变化。
<如果冷却速度很慢：例如空冷>
奥氏体→珠光体
<冷却速度慢时：例如加热油冷却>
奥氏体→细珠光体【也称索氏体】
<冷却速度快时：例如热水冷却>
奥氏体→屈氏体
<如果冷却速度足够快：例如冷却水冷却>
奥氏体→马氏体
马氏体外观与珠光体不同，其晶体结构也与珠光体不同。
马氏体具有以下重要特性。
(1)的硬度。洛氏硬度可高达50-58HRC。
（珠光约为12HRC）
(2)抗冲击性低且脆。
将碳钢加热至奥氏体，然后快速冷却获得马氏体的操作称为“淬火”，因为它要利用其高硬度。
用于模具的碳素钢需要具有较高的硬度以防止磨损和凹痕，因此通常在淬火后使用。
如果温度再次升高，马氏体将返回奥氏体。如果冷却得更慢，它将返回珠光体。