碳素钢管是以碳钢为主要材料制成的管状产品，其含碳量通常在0.06%-1.5%之间，根据具体成分可分为低碳钢(C≤0.25%)、中碳钢(0.25%＜C≤0.6%)和高碳钢(C＞0.6%)三类。这种管材因其良好的机械性能和相对低廉的成本，成为工业领域应用最广泛的钢管类型之一。需要特别说明的是，虽然碳含量直接影响钢材的强度与硬度，但过高的碳含量会降低焊接性能和塑性，因此在实际应用中需要根据具体工况选择合适的材质等级。
从制造工艺来看，碳素钢管主要分为无缝钢管(采用热轧或冷拔工艺)和焊接钢管(包括ERW电阻焊、LSAW直缝埋弧焊等工艺)。无缝钢管通常用于高压系统(工作压力PN≥10MPa)，而焊接钢管则更多应用于低压流体输送领域。值得注意的是，ASTM A106 Gr.B、API 5L Gr.B等是常见的碳素钢管材料标准，这些标准对化学成分、机械性能(如抗拉强度≥415MPa)和工艺要求都做出了明确规定。
在物理特性方面，碳素钢管展现出了优异的综合性能。其热导率约在45-50 W/(m·K)之间，线性膨胀系数为11.7×10⁻⁶/℃，这些参数使其能够适应-20℃至450℃的工作温度范围。特别需要关注的是，当使用环境存在腐蚀风险时，通常需要对碳素钢管进行镀锌、涂塑或添加缓蚀剂等防腐处理，这是因为普通碳钢在潮湿环境中容易发生电化学腐蚀，年均腐蚀速率可能达到0.1-0.5mm/年。
碳素钢管的应用领域极为广泛，几乎涵盖了所有工业部门。在石油天然气行业，它被用于制造输送管道(常见规格Φ114mm×6mm)；建筑领域则大量使用镀锌碳钢管作为消防水管和建筑脚手架(壁厚2.5-4mm)；机械制造中常用精密冷拔碳钢管作为液压缸筒(尺寸精度可达H9级)。相比不锈钢管，碳素钢管虽然耐腐蚀性较差，但其成本仅约为304不锈钢管的1/3，这使得其在不需要高耐蚀性的场合具有显著的经济优势。
随着技术进步，现代碳素钢管的性能还在持续提升。通过微合金化技术添加铌、钒等微量元素(添加量通常＜0.1%)，可使屈服强度提高50%以上；采用TMCP热机械控制工艺则能同时改善钢材的强度和韧性。这些改良使得碳素钢管在保持成本优势的前提下，不断拓展其应用边界，例如X80级管线钢(屈服强度≥555MPa)已能胜任极地油气田的严苛工况要求。
