碳钢：把含碳量小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢称为碳素钢，简称碳钢。

常存元素对钢性能的影响

碳钢中除铁和碳两个主要元素外，炼钢原料总是存在一定的杂质，而且在冶炼过程还会带入一些杂质，如Si、Mn、P、S、非金属夹杂物及氧、氮、氢等气体。它们对钢的性能和质量有一定的影响。

（1）锰（Mn）。锰主要来自炼钢脱氧剂。脱氧后残留在钢中的锰可溶于铁素体和渗碳体中，使钢的强度和硬度提高。此外，锰还与硫形成MnS，从而减轻硫对钢的有害作用。所以锰是钢中的有益元素，其含量一般为0.25%～0.80%。

（2）硅（Si）。硅是炼钢后期，以硅铁脱氧剂进行脱氧反应后残留在钢中的元素。硅能溶于铁素体，对钢有一定的强化作用，所以硅是钢中的有益元素。但由于含量少，故其强化作用不大，一般应控制在0.17%～0.37%之内。

（3）硫（S）。硫是由生铁及燃料带入钢中的有害元素。它在钢中与铁生成化合物FeS，FeS与铁形成共晶体（Fe+FeS），熔点低（985℃）。当钢材加热到1000～1200℃进行轧制或锻造时，沿晶界分布的共晶体已经熔化，各晶粒间连接被破坏，导致钢材开裂，这种现象称为热脆性。因此，硫是钢中的有害元素，其含量不得超过0.05%。

（4）磷（P）。磷是由生铁带入钢中的有害元素。磷部分溶解在铁素体中形成固溶体，部分在结晶时形成脆性很大的化合物Fe3P，使钢在低温下（一般为100℃以下）的塑性和韧性急剧下降，这种现象称为冷脆性。钢中含磷量达到0.10%时，冷脆性就很严重了。因此，磷是钢中的有害元素，一般钢中含磷量控制在0.04%以下。

（5）非金属夹杂物。钢中的非金属夹杂物有氧化物、硫化物和硅酸盐等。这些夹杂物是炼钢反应产生而未能完全排除，或是从炉渣、炉体、铸锭设备等耐火材料中带入的。非金属夹杂物降低钢的强度、塑性，因而夹杂物越少，钢的质量越好。

碳钢的分类

（1）按冶炼方法及设备分：a.平炉钢 b.转炉钢 c.电炉钢

（2）按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分

a.沸腾钢：在冶炼末期和浇注前用锰铁和少量铝作脱氧剂进行轻微脱氧，使大量的氧留在钢液中；在浇入锭模后，钢中的氧与碳反应，产生大量CO气泡而引起钢液表面剧烈沸腾，故称为沸腾钢。

b.镇静钢：钢液浇注前相继用锰铁、硅铁和铝等脱氧剂进行充分脱氧，使钢液浇入锭模后凝固时没有CO气泡产生，锭模内钢液平静，故称为镇静钢。

c.连铸坯：钢液经过连铸机直接生产的钢坯叫做连铸坯。

d.半镇静钢：钢液脱氧程度不够充分，介于沸腾钢和镇静钢之间，浇注时产生轻微沸腾，钢的组织和性能也介于镇静钢和沸腾钢之间。

（3）按含碳量分类

a.低碳钢：钢的碳含量wc<0.25% 。

b.中碳钢：钢的碳含量介于0.25%～0.60%之间（wc=0.25%～0.60%）。

c.高碳钢：钢的碳含量wc>0.60% 。

（4）按碳钢的质量分类，这种分类方法主要根据碳钢中所含有害杂质S、P的质量分数分类。

a.普通碳素钢：ws≤0.050%、wp≤0.045%。

b.优质碳素钢：ws≤0.035%、wp≤0.035%。

c.高 级优质碳素钢：ws≤0.025%、wp≤0.025%。

d.特技优质碳素钢：ws≤0.015%、wp≤0.025%。