碳鋼

碳鋼（英語：carbon steel）是一類含碳量介於0.02%~2%之間^{[註 1]}，而極少其他元素的鋼材^{[註 2]}，也是產量最高的金屬材料。^[1]

冷軋碳鋼卷

碳鋼分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼。含碳量越高，鋼加熱處理後的硬度、強度和耐磨性也就越高，且越脆。含碳量越低，質軟且耐延展。

它通常用在需要強度、硬度和耐磨性的金屬零件上，如切削工具、鋼纜、鋼琴線、彈簧和刀具等，在加工形成後，零件通常需要再經過處理並回火。

成分

含碳量

• 高碳鋼是指回火時間較長、含碳量高（0.6％~2％）的鋼材，可以淬火和回火。主用途為一般軸承、刀具（碳素工具鋼）、鐵軌、鋼框模（用以將鋼材塑型）和鋼門等。其中，錘、撬棍等由含碳量0.75%的鋼製造；切削工具如鑽頭，絲攻，鉸刀等由含碳量0.90%至1.00%的鋼製造。
• 中碳鋼是指回火時間較高碳鋼為短、含碳量適中（0.3％~0.6％），性質介於高碳鋼與低碳鋼之間的鋼材，主用途是製造不鏽鋼。
• 低碳鋼是含碳量0.02％~0.3％，回火時間短之碳鋼，質軟、耐衝壓及可延展，用於冷加工和焊接結構，如鋼筋、耐衝壓機件、特殊鋼材等。可表面滲碳提高耐磨性。

其他元素

碳鋼一般含有少量的硅、錳、硫、磷。較高含錳量（0.7%-1.2%）的碳素鋼有較好的力學性能和加工性能。按含硫、磷等雜質的含量多少分為普通碳素鋼（S ≤0.055％，P ≤0.045％)、優質碳素鋼（S ≤0.040％，P ≤0.040％)和高級優質碳素鋼（S ≤0.030％，P ≤0.035％)。^[2]

用途

碳素結構鋼

參見：結構鋼

碳素結構鋼含碳量小於0.8%，除幾個含碳很低的鋼號可以熔煉沸騰鋼外，其餘都是鎮靜鋼。分建築結構鋼和機器製造結構鋼兩種，主要用於橋梁、船舶、建築構件、機器零件等。

• 普通碳素結構鋼按照鋼材屈服強度分為5個牌號：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 。其中，Q195、 Q215、 Q235塑性好，可軋製成鋼板、鋼筋、鋼管等；Q255、 Q275可軋製成型鋼、鋼板等。
• 優質碳素結構鋼以碳的平均質量萬分數表示。如20＃、45＃等，其中20＃表示含C：0.20%（萬分之20）。主要用於製造各種機器零件

碳素工具鋼

主條目：碳素工具鋼

碳素工具鋼是基本上不含合金元素的高碳鋼，含碳量在0.65%-1.35%範圍內。生產成本低，加工性良好，熱處理後硬度高、耐磨性好，是被廣泛使用的鋼種，用於製造各種刀具、量具、模具等。但紅硬性差，工作溫度小於250°C。

碳素工具鋼以碳的平均質量千分數表示，並在前冠以T。如T9、T12等。 T9表示含C：0.9%（千分之9）。

鑄鋼

主條目：鑄鋼

鑄鋼牌號是在數字前冠以ZG，數字代表鋼中平均質量分數（以萬分數表示）。如ZG25，表示含C：0.25%。用於製造形狀複雜並需要一定強度、塑性和韌性的零件，如齒輪、聯軸器等。

注釋

1. 含碳量高於2%的被稱為鑄鐵，含碳量低於0.02%被稱熟鐵。
2. 有較高其他成分(不包括雜質)的鋼稱合金鋼。

參考資料

1. "Classification of Carbon and Low-Alloy Steels". [2016-08-09]. （原始內容存檔於2016-04-08）.
2. 安繼儒. 中外常用金属材料手册. 陝西科學技術出版社. 1998: 2. ISBN 9787536928930.