碳鋼也叫碳素鋼，是含碳量（wc）小于2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。

按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類。碳素結構鋼又可分為建筑結構鋼和機器制造結構鋼兩種。

按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(wc≤0.25%)，中碳鋼(wc 0.25%~0.6%)和高碳鋼(wc >0.6%)。按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優(yōu)質碳素鋼(含磷、硫較低)和高級優(yōu)質鋼(含磷、硫更低)。

一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高，強度也越高，但塑性降低。

根據(jù)碳的質量分數(shù)不同，有不同的用途。08、08F、10、10F鋼，塑性、韌性高，具有優(yōu)良的冷成形性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件，如汽車身、拖拉機駕駛室等；15、20、25鋼用于制作尺寸較小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部強度要求不高的滲碳零件，如活塞銷、樣板等；30、35、40、45、50鋼經(jīng)熱處理(淬火+高溫回火)后具有良好的綜合力學性能，即具有較高的強度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件，例如40、45鋼常用于制造汽車、拖拉機的曲軸、連桿、一般機床主軸、機床齒輪和其他受力不大的軸類零件；55、60、65鋼熱處理(淬火+中溫回火)后具有高的彈性極限，常用于制作負荷不大、尺寸較小(截面尺寸小于12～15mm)的彈簧，如調壓和調速彈簧、柱塞彈簧、冷卷彈簧等 。

易切削結構鋼是在鋼中加入一些使鋼變脆的元素，使鋼切削時切屑易脆斷成碎屑，從而有利于提高切削速度和延長刀具壽命。使鋼變脆的元素主要是硫，在普通低合金易切削結構鋼中使用了鉛、碲、鉍等元素。

這種鋼的含硫量ws在0.08%一0.30%范圍內(nèi)，含錳量wMn在0.60%-1.55%范圍內(nèi)。鋼中的硫和錳以硫化錳形態(tài)存在，硫化錳很脆并有潤滑效能，從而使切屑容易碎斷，并有利于提高加工表面的質量 。

機械結構鋼

這類鋼是指適用于制造機器和機械零件的合金鋼。它是在優(yōu)質碳紊鋼的基礎上，適當?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素，用來提高鋼的強度、韌性和淬透性。這類鋼通常要經(jīng)過熱處理(如調質處理、表面硬化處理)后使用。主要包括常用的合金結構鋼和合金彈簧鋼兩大類，其中包括調質處理的合金鋼、表面硬化處理的合金鋼(滲碳鋼、氮化鋼、表面高頻淬火鋼等)、冷塑性成型用合金鋼(冷頂鍛用鋼、冷擠壓用鋼等)。按化學成分基本組成系列可分為Mn系鋼、SiMn系鋼、Cr系鋼、CrMo系鋼、CrNiMo系鋼、Nj系鋼、B系鋼等。