碳结钢是指含碳量在0.05%-0.70%之间的碳素结构钢（GB/T 699标准），这类钢材以碳作为主要强化元素，具有较好的塑性和可加工性。与合金钢相比，碳结钢成分更为简单，主要由铁和碳组成，可能含有少量硅(Si≤0.35%)、锰(Mn≤0.80%)等常规元素，但特意不添加铬、镍等合金成分。
根据生产工艺差异，碳结钢可分为热轧和冷轧两种形态，其中热轧状态下的钢材表面会有氧化铁皮，力学性能各向异性明显。特别需要关注的是钢材的强度指标，以常见的Q235为例，其屈服强度可达235MPa（厚度≤16mm时），随着碳含量升高至45#钢（含碳量0.45%），抗拉强度可提升到600MPa以上。
在实际应用中，低碳钢（如08F、10#）因其优异的冷成型性能，常被用于冲压件和焊接结构件制造。而中高碳钢（如45#、60#）经过调质热处理后，硬度可达HRC25-35，非常适合制造轴类、齿轮等需要承受较高应力的机械零件。需要注意的是，随着碳含量增加，钢材的焊接性能会明显下降，焊接时需要采取预热等特殊工艺措施。
选购碳结钢时需要特别关注化学成分偏差，比如45#钢的含碳量允许波动范围为0.42%-0.50%，超出此范围可能影响后续热处理效果。市场常见的规格包括圆钢（直径6-300mm）、板材（厚度0.5-200mm）等形态，表面质量要求高的场合可选择冷轧精密光亮棒（表面粗糙度Ra≤0.8μm）。
在使用过程中，碳结钢最大的优势在于成本效益比突出，其价格通常比同规格合金钢低30%-50%。但要注意在腐蚀环境或高温（＞350℃）工况下的应用限制，必要时需进行表面镀锌、发黑等防腐处理。正确选择碳结钢牌号和热处理工艺，可以在保证性能的前提下显著降低材料成本。
