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碳鋼（英语：carbon steel）是一类含碳量介于0.02%~2%之間[註 1]，而極少其他元素的钢材[註 2]，也是產量最高的金屬材料。[1]
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碳鋼分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼。含碳量越高，钢加熱處理後的硬度、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。
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]
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。
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。
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