碳钢

碳钢（英语：carbon steel）是一类含碳量介于0.02%~2%之间^{[注 1]}，而极少其他元素的钢材^{[注 2]}，也是产量最高的金属材料。^[1]

冷轧碳钢卷

碳钢分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。含碳量越高，钢加热处理后的硬度、强度和耐磨性也就越高，且越脆。含碳量越低，质软且耐延展。

它通常用在需要强度、硬度和耐磨性的金属零件上，如切削工具、钢缆、钢琴线、弹簧和刀具等，在加工形成后，零件通常需要再经过处理并回火。

成分

含碳量

• 高碳钢是指回火时间较长、含碳量高（0.6％~2％）的钢材，可以淬火和回火。主用途为一般轴承、刀具（碳素工具钢）、铁轨、钢框模（用以将钢材塑型）和钢门等。其中，锤、撬棍等由含碳量0.75%的钢制造；切削工具如钻头，丝攻，铰刀等由含碳量0.90%至1.00%的钢制造。
• 中碳钢是指回火时间较高碳钢为短、含碳量适中（0.3％~0.6％），性质介于高碳钢与低碳钢之间的钢材，主用途是制造不锈钢。
• 低碳钢是含碳量0.02％~0.3％，回火时间短之碳钢，质软、耐冲压及可延展，用于冷加工和焊接结构，如钢筋、耐冲压机件、特殊钢材等。可表面渗碳提高耐磨性。

其他元素

碳钢一般含有少量的硅、锰、硫、磷。较高含锰量（0.7%-1.2%）的碳素钢有较好的力学性能和加工性能。按含硫、磷等杂质的含量多少分为普通碳素钢（S ≤0.055％，P ≤0.045％)、优质碳素钢（S ≤0.040％，P ≤0.040％)和高级优质碳素钢（S ≤0.030％，P ≤0.035％)。^[2]

用途

碳素结构钢

参见：结构钢

碳素结构钢含碳量小于0.8%，除几个含碳很低的钢号可以熔炼沸腾钢外，其余都是镇静钢。分建筑结构钢和机器制造结构钢两种，主要用于桥梁、船舶、建筑构件、机器零件等。

• 普通碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 。其中，Q195、 Q215、 Q235塑性好，可轧制成钢板、钢筋、钢管等；Q255、 Q275可轧制成型钢、钢板等。
• 优质碳素结构钢以碳的平均质量万分数表示。如20＃、45＃等，其中20＃表示含C：0.20%（万分之20）。主要用于制造各种机器零件

碳素工具钢

主条目：碳素工具钢

碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢，含碳量在0.65%-1.35%范围内。生产成本低，加工性良好，热处理后硬度高、耐磨性好，是被广泛使用的钢种，用于制造各种刀具、量具、模具等。但红硬性差，工作温度小于250°C。

碳素工具钢以碳的平均质量千分数表示，并在前冠以T。如T9、T12等。 T9表示含C：0.9%（千分之9）。

铸钢

主条目：铸钢

铸钢牌号是在数字前冠以ZG，数字代表钢中平均质量分数（以万分数表示）。如ZG25，表示含C：0.25%。用于制造形状复杂并需要一定强度、塑性和韧性的零件，如齿轮、联轴器等。

注释

1. 含碳量高于2%的被称为铸铁，含碳量低于0.02%被称熟铁。
2. 有较高其他成分(不包括杂质)的钢称合金钢。

参考资料

1. "Classification of Carbon and Low-Alloy Steels". [2016-08-09]. （原始内容存档于2016-04-08）.
2. 安继儒. 中外常用金属材料手册. 陕西科学技术出版社. 1998: 2. ISBN 9787536928930.