一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高，強(qiáng)度也越高，但塑性降低。
（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼
這類鋼主要保證力學(xué)性能，故其牌號(hào)體現(xiàn)其力學(xué)性能，用Q+數(shù)字表示，其中“Q”為屈服點(diǎn)“屈”字的漢語拼音字首，數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值，例如Q275表示屈服點(diǎn)為275MPa。若牌號(hào)后面標(biāo)注字母A、B、C、D，則表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同，含S、P的量依次降低，鋼材質(zhì)量依次提高。若在牌號(hào)后面標(biāo)注字母“F”則為沸騰鋼，標(biāo)注“b”為半鎮(zhèn)靜鋼，不標(biāo)注“F，’或“b”者為鎮(zhèn)靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級(jí)沸騰鋼，Q235-c表示屈服點(diǎn)為235MPa的c級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。
碳素結(jié)構(gòu)鋼一般情況下都不經(jīng)熱處理，而在供應(yīng)狀態(tài)下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，焊接性能好，塑性、韌性好，有一定強(qiáng)度，常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等，用于橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)和制造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。

鋼的成分偏析導(dǎo)致鋼組織、性能的不均勻，這是鋼制零部件提前失效以及鋼性能潛力難以充分發(fā)揮的重要原因之一。現(xiàn)代生產(chǎn)工藝應(yīng)使鋼的均勻性達(dá)到：轎車齒輪鋼淬透性帶波動(dòng)為±3HRC；對(duì)合金元素控制水平為碳、鎳、鉬含量≤±0.01%，錳和鉻含量≤±0.02%；軸承鋼淬火后的晶粒度為球形且尺寸波動(dòng)0.8±0. 2μm；抗層狀撕裂鋼（z向鋼）的縱向、橫向和厚度方向的力學(xué)性能，特別是塑、韌性要求大體上相當(dāng)。
（3）超細(xì)組織。超細(xì)組織強(qiáng)化是惟一增加鋼強(qiáng)度而不降低韌性或使韌性略有增加的強(qiáng)化機(jī)制。例如高強(qiáng)度不銹鋼AFC77的晶粒從60μm細(xì)化到2. 3μm，則斷裂韌性KIC從100增加到220MPa·m。核反應(yīng)堆壓力容器鋼板為粗晶時(shí)，其輻照脆化溫度范圍為150～250℃而細(xì)晶鋼降到50～70℃。軸承鋼中的碳化物尺寸細(xì)到≤0.5μm，則軸承壽命大幅度提高。

風(fēng)電能源方面

對(duì)于風(fēng)電軸承，目前中國還無法生產(chǎn)技術(shù)含量較高的主軸軸承和增速器軸承，基本依靠進(jìn)口，3MW以上風(fēng)電機(jī)組配套軸承的國產(chǎn)化問題還沒有解決。國外為了提高風(fēng)電軸承的強(qiáng)度、韌性和使用壽命，采用了新型特殊熱處理鋼SHX（40CrSiMo），對(duì)于偏航和變漿軸承，通過表面感應(yīng)淬火熱處理控制淬硬層深度、表面硬度、軟帶寬度和表面裂紋；對(duì)于增速器軸承和主軸軸承采用碳氮共滲，使零件表面得到較多穩(wěn)定殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)（30%-35%）和大量細(xì)小碳化物、碳氮化物，提高了軸承在污染潤滑工況下的使用壽命。為提高軋機(jī)軸承的使用壽命以及運(yùn)轉(zhuǎn)精度，未來需要進(jìn)行軋機(jī)用GCr15SiMn和G20Cr2Ni4等軸承鋼的超高純真空脫氣冶煉和軸承表層大奧氏體量控制熱處理等技術(shù)的研發(fā)。