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碳鋼也叫碳素鋼，是含碳量(wc)小于2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。

按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類。碳素結構鋼又可分為建筑結構鋼和機器制造結構鋼兩種。

按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(wc≤0.25%)，中碳鋼(wc 0.25%~0.6%)和高碳鋼(wc >0.6%)。按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、碳素鋼(含磷、硫較低)和高鋼(含磷、硫更低)。

一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高，強度也越高，但塑性降低。

    鋼材出廠前經正火熱處理，這種交貨狀態稱正火狀態。由于正火加熱溫度(亞共析鋼為Ac3 30~50°C，過共析鋼為Accm 30~50°C)比熱軋終止溫度控制嚴格，因而鋼材的組織、性能均勻。與退火狀態的鋼材相比，由于正火冷卻速度較快，鋼的組織中珠光體數量增多，珠光體層片及鋼的晶粒細化，因而有較高的綜合力學性能，并有利于改善低碳鋼的魏氏組織和過共析鋼的滲碳體網狀，可為成品的進一步熱處理做好組織準備。碳結鋼、合結鋼鋼材常采用正火狀態交貨。

    鋼材出廠前經高溫回火熱處理，這種交貨狀態稱為高溫回火狀態。高溫回火的回火溫度高，有利于消除內應力，提高塑性和韌性，碳結構、合金鋼、保證淬透性結構鋼鋼材均可采用高溫回火狀態交貨。某些馬氏體型高強度不銹鋼、高速工具鋼和高強度合金鋼，由于有很高的淬透性以及合金元素的強化作用，常在淬火(或回火)后進行一次高溫回火，使鋼中碳化物適當聚集，得到碳化物顆粒較粗大的回火索氏體組織(與球化退火組織相似)，因而，這種交貨狀態的鋼材有很好的切削加工性能。

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