碳素鋼是近代工業(yè)中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工業(yè)國家，在努力增加低合金高強度鋼和合金鋼產(chǎn)量的同時，也非常注意改進碳素鋼質(zhì)量，擴大品種和使用范圍。
目前碳素鋼的產(chǎn)量在各國鋼總產(chǎn)量中的比重，約保持在80%左右，它不僅廣泛應用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機械制造工業(yè)，而且在近代的石油化學工業(yè)、海洋開發(fā)等方面，也得到大量使用。
含碳量小于2.11%，除鐵、碳和限量以內(nèi)的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)外，不含其他合金元素的鐵碳合金。工業(yè)用碳鋼的含碳量一般為0.05%~1.35%。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加，鋼的強度、硬度升高，塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比，碳素鋼使用最早，成本低，性能范圍寬 ，用量最大。適用于公稱壓力PN≤32.0MPa，溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn
1、碳素結(jié)構(gòu)鋼
主要用途:各類工程。通常熱軋后空冷供貨，用戶一般不需進行熱處理而直接使用。這類鋼按其屈服強度等級共分五個等級。
命名:標志符號Q+最小σS值-等級符號+脫氧程度符號 如:Q235AF
等級符號:A、B、C、D(D級達到了優(yōu)質(zhì)鋼水平)
2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
主要用途:重要機件。可以通過熱處理調(diào)整零件的力學性能。出廠狀態(tài)可以是熱軋后空冷，也可以是退火、正火等狀態(tài)。按國家標準(GB/T699-1999的規(guī)定，分為優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼A和特級優(yōu)質(zhì)鋼E三個質(zhì)量等級。
命名:用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表示鋼中含碳量的萬分之幾。 如:45鋼 WC=0.45%
常用牌號:08F、15、45、60等。
3、碳素工具鋼(WC=0.65%~1.35% 屬高碳鋼)
主要用途:制作各種小型工具?？蛇M行淬火、低溫回火處理獲得高硬度高耐磨性。分為優(yōu)質(zhì)級和高級優(yōu)質(zhì)級兩大類。
命名:標志符號T+含碳量的1000倍。 如:T10 WC=1.0%
高級優(yōu)質(zhì)級在鋼號尾部加A，如T10A
4、一般工程用鑄造碳素鋼件(鑄鋼)
主要用途:難用鍛壓等方法成型的復雜零件且力學性能要求較高;
按化學成分分類
(1) 低碳鋼
(2) 中碳鋼
碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產(chǎn)品質(zhì)量分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼?？刹唤?jīng)熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的最高硬度約為 HRC55(HB538)，σb為600~1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中，中碳鋼得到最廣泛的應用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機械零件。
(3)高碳鋼
常稱工具鋼，含碳量從0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。錘，撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造; 切削工具如鉆頭，絲攻，鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。
按鋼的品質(zhì)分類
按鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
(1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱普通碳素鋼，對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。在中國和某些國家根據(jù)交貨的保證條件又分為三類:甲類鋼(A類鋼)是保證力學性能的鋼。乙類鋼(B類鋼)是保證化學成分的鋼。特類鋼(C類鋼)是既保證力學性能又保證化學成分的鋼，常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。中國目前生產(chǎn)和使用最多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼(甲類3號鋼)，主要用于工程結(jié)構(gòu)。
有的碳素結(jié)構(gòu)鋼還添加微量的鋁或鈮(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒長大，使鋼強化，節(jié)約鋼材。在中國和某些國家，為適應專業(yè)用鋼的特殊要求，對普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學成分和性能進行調(diào)整，從而發(fā)展了一系列普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的專業(yè)用鋼(如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等)。
(2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)含碳量和用途的不同，這類鋼大致又分為三類:①小于0.25%C為低碳鋼，其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等，由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐……等。20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外，低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機械制造業(yè)。②0.25~0.60%C為中碳鋼，多在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，制作機械制造工業(yè)的零件。③大于0.6%C為高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。根據(jù)含錳量的不同，又可分為普通含錳量(0.25~0.8%)和較高含錳量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強化鐵素體，提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記"Mn"，如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。
按用途分類
按用途則又可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。
碳素工具鋼 含碳量在0.65~1.35%之間，經(jīng)熱處理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具(見工具鋼)。
碳素結(jié)構(gòu)鋼按照鋼材屈服強度分為5個牌號:
Q195、Q215、Q235、Q255、Q275
每個牌號由于質(zhì)量不同分為A、B、C、D等級，最多的有四種，有的只有一;另外還有鋼材冶煉的脫氧方法區(qū)別。
脫氧方法符號:
F--沸騰鋼
b--半鎮(zhèn)靜鋼
Z--鎮(zhèn)靜鋼
TZ--特殊鎮(zhèn)靜鋼
命名:標志符號ZG+最低σS值-最低σb值 如:ZG340-640
