碳素工具鋼含碳量在0.65～1.35%之間，經(jīng)熱處理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具（見(jiàn)工具鋼）。

含碳量在2.11%時(shí)，作為鑄鐵和碳鋼的黃金分割點(diǎn)。碳含量在2.11%之前為碳鋼。碳含量在2.11%之后為鑄鐵。而碳含量在0.0218%至0.77%之間稱(chēng)為亞共析鋼，0.77%至2.11%之間稱(chēng)為過(guò)共析鋼。含碳量為0.77%為共析鋼。碳含量在2.11%至4.3%，稱(chēng)為亞共晶白口鑄鐵，碳含量在4.3%至6.69%之間稱(chēng)為過(guò)共晶白口鑄鐵。碳含量在4.3%為共晶白口鑄鐵。

氫在鋼中能造成很多嚴(yán)重缺陷，如產(chǎn)生白點(diǎn)、點(diǎn)狀偏析、氫脆、表面鼓泡和焊縫熱影響區(qū)內(nèi)的裂縫等。為保證鋼的質(zhì)量，必須盡可能降低鋼中氫的含量。脫氧帶入的殘余元素如鋁，可減小低碳鋼的時(shí)效傾向，還可以細(xì)化晶粒，提高鋼在低溫下的韌性，但余量不宜過(guò)多。由爐料中帶入的殘余元素如鎳、鉻、鉬、銅等，含量高時(shí)可提高鋼的淬透性，但對(duì)要求具有高塑性的專(zhuān)用鋼，如深沖用鋼板，則是不利的。

冶煉、加工對(duì)碳素鋼性能的影響碳素鋼大都采用氧氣轉(zhuǎn)爐和平爐冶煉，優(yōu)質(zhì)碳素鋼也采用電弧爐生產(chǎn)。根據(jù)煉鋼過(guò)程脫氧程度的不同，碳素鋼可分為鋼、沸騰鋼和介于兩者之間的半鋼。冶煉方法對(duì)鋼的性能影響，主要是通過(guò)鋼的純凈度而起作用的。近年來(lái)人們通過(guò)真空處理、爐外精煉和噴吹技術(shù)等，都可獲得更高純凈度的鋼，從而顯著改善了碳素鋼的品質(zhì)。

鐵在自然界中分布極廣，但是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)和利用鐵卻比黃金和銅要遲。這首先是由于天然單質(zhì)狀態(tài)的鐵在地球上是找不到的，而且它容易氧化生銹，再加上它的熔點(diǎn)（1535℃）又比銅（1083℃）高得多，使它比銅難以熔煉。

人類(lèi)早發(fā)現(xiàn)鐵是從天空落下的隕石，隕石含鐵的百分比很高（鐵隕石中含鐵90.85%），是鐵和鎳、鈷的混合物。考古學(xué)家曾經(jīng)在古墳?zāi)怪?，發(fā)現(xiàn)隕鐵制成的小斧；在埃及第五王朝至第六王朝的金字塔所藏的宗教經(jīng)文中，記述了當(dāng)時(shí)太陽(yáng)神等重要神像的寶座是用鐵制成的。鐵在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是帶有神秘性的珍貴的金屬，埃及人干脆把鐵叫做“天石”。在古希臘文中，“星”和“鐵”是同一個(gè)詞。