碳钢是一种以铁为主要合金元素的钢材，其核心特性和分类如下：

一、定义与成分

基本定义

碳钢是含碳量在0.0218%~2.11%之间的铁碳合金，也称为碳素钢。

主要合金元素

除碳元素外，还含有硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）、磷（P）等少量元素，这些元素会影响钢的力学性能。

二、分类方式

按碳含量划分

- 高碳钢：

>0.6%

- 中碳钢：0.25%~0.6%

- 低碳钢：<0.25%

不同碳含量对应不同性能：高碳钢硬度高、脆性大；低碳钢塑性和焊接性优异。

按用途划分

- 碳素结构钢：

用于工程建筑、机械制造等（如桥梁、齿轮）；

- 碳素工具钢：用于刀具、弹簧等需要高硬度工具的场景；

- 易切削结构钢：优化切削性能，用于机械加工领域。

按冶炼方法划分

- 平炉钢：

以电弧炉冶炼为主，成本较低；

- 转炉钢：以转炉炼钢工艺生产，钢质更均匀。

三、性能特点

硬度与强度：碳含量越高，硬度和强度提升显著，但塑性降低；

焊接性与加工性：低碳钢焊接性和冷加工性能较好，高碳钢易脆裂；

耐腐蚀性：表面氧化膜可提高耐腐蚀性，但整体耐腐蚀性低于不锈钢。

四、应用领域

建筑与工程：如桥梁、建筑结构件；

机械与工具：刀具、紧固件、机械零件；

日常用品：折叠梯、阀门等需要平衡强度与成本的场景。

五、常见牌号示例

Q235-A·F：屈服强度235MPa，沸腾钢工艺，焊接性能良好。

综上，碳钢凭借其多样化的分类和性能，成为工业领域应用最广泛的金属材料之一。