碳結(jié)鋼按化學(xué)成分分類(lèi)< 碳素鋼按化學(xué)成分（即以含碳量）可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。
(1) 低碳鋼
又稱(chēng)軟鋼，含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用于制造鏈條，鉚釘，螺栓，軸等。 (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(qiáng)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(xué)性能。能夠達(dá)到的 硬度約為HRC55(HB538），σb為600～1100MPa。所以在中等強(qiáng)度水平的各種用途中，中碳鋼得到廣泛的應(yīng)用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機(jī)械零件。
（3）高碳鋼
常稱(chēng)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。

碳結(jié)鋼元素的影響P會(huì)引起鋼的“冷脆”。（P在鋼中全部溶于α-Fe中，使鋼的強(qiáng)度和硬度增高，同時(shí)，塑性和韌性顯著降低。當(dāng)鋼中含P量達(dá)0.3%時(shí)，鋼完全變脆，這種脆性現(xiàn)象在低溫時(shí)更為嚴(yán)重。）還降低鋼的焊接性能。所以，P在鋼中是有害雜質(zhì)，其含量一般要求不大于0.045%。但是，P能改善鋼材的切削性能和耐腐蝕性能。氣體的影響氧會(huì)降低鋼的力學(xué)性能，尤其是疲勞強(qiáng)度。對(duì)鋼無(wú)益，越少越好。N會(huì)以氮化物的形式析出，增加鋼的強(qiáng)度和硬度，但會(huì)降低鋼的塑性和韌性，使鋼變脆。H會(huì)使鋼的脆性顯著增加，稱(chēng)為“氫脆”。H會(huì)使鋼中產(chǎn)生裂紋，稱(chēng)為“白點(diǎn)”。

熱加工后的低碳結(jié)構(gòu)鋼，其顯微組織鐵素體和珠光體沿軋向平行排列，呈帶狀分布，形成鋼材帶狀組織。帶狀組織形成的機(jī)制一般有3種：1）通常，在低碳鋼中，當(dāng)樹(shù)枝晶間富集磷、硫等雜質(zhì)，鋼材經(jīng)熱加工后，非金屬夾雜被拉長(zhǎng)。如硫化物，而奧氏體在冷卻過(guò)程中先共析鐵素體沿硫化物夾雜形核和長(zhǎng)大，形成鐵素體條帶。同時(shí)，鐵素體形成時(shí)向鐵素體條帶兩側(cè)排碳，也形成了珠光體條帶。(2）當(dāng)?shù)吞间撝泻i較高時(shí)，先凝固的樹(shù)枝晶晶干成分較純，形成鐵素體條帶。而枝晶間含錳、碳、硫、磷等雜質(zhì)，而且鐵素體條帶也向枝晶間排碳，形成珠光體條帶。）當(dāng)熱加工終軋溫度較低時(shí)，在雙相區(qū)軋制也能形成帶狀組織。帶狀組織實(shí)質(zhì)上是鋼材組織不均勻的一種表現(xiàn)，影響鋼材性能，產(chǎn)生備向異性。帶狀組織降低鋼材塑性、沖擊韌性和斷面收縮率，特別是對(duì)橫向力學(xué)性能影響較大。根據(jù)鋼材的使用要求，可以按中國(guó) 帶狀組織評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)圖片來(lái)評(píng)定鋼材帶狀組織的級(jí)別。碳結(jié)鋼降低鋼中夾雜和樹(shù)枝晶成分偏析是減輕鋼中帶狀組織的主要措施。