碳钢
主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或碳素钢。
碳钢也叫碳素钢，指含炭量WC小于2%的铁碳合金。
碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。
按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类，碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种；
按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢；
按脱氧方法可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和特殊镇静钢（TZ）；
按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%—0.6%）和高碳钢（WC>0.6%）；
按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）和特级优质钢。
一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。
按国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。
原则上讲，合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合金元素的总量来加以区分，总量低于3%称为低合金钢，5～10%为中合金钢，大于10%为高合金钢。在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢，全国31家特钢企业专门生产这类钢，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢，还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。在钢的分类上，近年虽努力向国际通用标准靠拢，但还有许多不同之处。
① 随着特钢向“特”、“精”、“高”发展，向深加工方向延伸，特钢的领域越来越窄。美国特钢协会将特钢定位在工模具钢、不锈钢、电工钢、高温合金和镍合金。日本把结构钢和高强度钢归并在特钢范畴。随着我国普钢企业的技术改造和工艺进步，特钢企业的产品领域也在缩小，1999年普钢厂已生产特钢产品总量的34%。
低合金钢与碳钢有何不同？
低合金钢与碳钢是两种常见的金属材料，它们在多个方面存在差异。本文将从以下几个方面介绍低合金钢和碳钢的区别，以帮助读者更好地理解这两种材料。
一、成分组成
低合金钢相较于碳钢在成分组成上含有更多的合金元素，这些合金元素可以对钢材的性能进行调控。通常情况下，低合金钢中的合金元素含量小于5%。而碳钢主要由铁和碳组成，合金元素的含量较低或者不含有。
二、强度和硬度
由于低合金钢的合金元素含量较高，所以在强度和硬度方面具有明显的优势。低合金钢具有更高的抗拉强度和硬度，可以承受更高的载荷。而碳钢的强度和硬度相对较低。
三、耐腐蚀性能
由于低合金钢中添加了不同种类的合金元素，它具有很好的抗腐蚀性能。合金元素的添加可以阻止钢材表面的金属离子被氧化，从而延长了其使用寿命。而碳钢在一定环境下容易发生氧化反应，导致腐蚀。
四、热处理特性
低合金钢和碳钢在热处理特性上也存在差异。低合金钢由于合金元素的添加，可以通过调控热处理工艺来改变钢材的组织结构和性能。碳钢的热处理特性相对较简单，主要通过调节碳含量来控制钢材的硬度和强度。
五、应用领域
由于低合金钢具有较高的强度、硬度和耐腐蚀性能，它被广泛用于制造机械零件、汽车零部件、航空航天器材等领域需要高强度和高耐蚀性的场合。而碳钢由于成本低廉且易加工，被广泛应用于建筑结构、管道、普通机械零件等领域。
综上所述，低合金钢和碳钢在成分组成、强度和硬度、耐腐蚀性能、热处理特性和应用领域等方面存在明显的区别。在实际使用中，需要根据具体的需求选择适合的材料，以达到最佳的性能和效果。
来源于网络 碳素结构钢的定义与分类
碳素结构钢钢中除含有主要为了脱氧而加入的硅、锰元素外，不含其他有意加入的合金元素。钢中硫、磷杂质含量较高，一般来说普通质量碳素结构钢的硫的质量分数不大于0.050%、磷的质量分数不大于0.045%；优质碳素结构钢硫和磷的质量分数不大于0.040%。这类钢通常以热轧状态交货和使用，主要用于工程结构。
一、 我国标准的规定
根据国家标准GB/T 13304-1991《钢分类》，碳素结构钢属于非合金钢，是非合金钢中的一种。非合金钢还包括优质碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、易切削碳素钢，以及其他一些具有特殊性能和用途的钢。
（一） 按化学成分非合金钢各元素规定含量的界限值如表1-1-1所示。对钢规定的任一元素的规定含量符合表中所列相应元素的界限范围时，这些钢不非合金钢。
表1－1－1
元素 非合金钢合金元素规定含量 （质量分数）界限值/% 元素 非合金钢合金元素规定含量 （质量分数）界限值/%
Al < 0.10 Se < 0.10
B < 0.0005 Si < 0.50
Bi < 0.10 Te < 0.10
Cr < 0.30 Ti < 0.05
Co < 0.10 W < 0.10
Cu < 1.10 V < 0.04
Mn < 1.00 Zr < 0.05
Mo 0.05
La系（每 一种元素） < 0.02 Ni < 0.30
Nb 0.02 其他（S、P、C、N除外） < 0.05
当标准、技术条件或订货单中对钢的熔炼分析化学成分规定最低值或范围时，应以最低值作为规定时进行分类；若规定最高值时，应以最高值的0.7倍作为规定含量进行分类。根据GB/T
700-1988《碳素结构钢》化学成分的规定，其所包括的各种牌号钢均属于非合金钢。
常用金属材料
金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。
金属材料大致可分为黑色金属两大类。黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。
1.2.1 钢
钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。
碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。
为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。
（一）碳钢
1．碳钢的分类
碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。
（1）按钢的含碳量多少分类 分为三类：
低碳钢，含碳量0.25%；
中碳钢，含碳量为0.25%～0.60%；
高碳钢，含碳量0.60%。
（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类 分为三类：
普通碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%；
优质碳素钢，钢中S、P含量均≤0.040%；
高级碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。
（3）按钢的用途分类 分为两类：
碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；
碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。
2．碳钢牌号的表示方法
（1）碳素结构钢 碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A级沸腾碳素结构钢。
（2）优质碳素结构钢 优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。08钢，表示平均含碳量为0.08%的优质碳素结构钢。
