碳素鋼的性能主要取決于鋼的含碳量和顯微組織。在退火或熱軋狀態(tài)下，隨含碳量的增加，鋼的強度和硬度升高，而塑性和沖擊韌性下降。焊接性和冷彎性變差。所以工程結(jié)構(gòu)用鋼，常限制含碳量。

碳素鋼中的殘余元素和雜質(zhì)元素如錳、硅、鎳、磷、硫、氧、氮等，對碳素鋼的性能也有影響。這和影響有時互相加強，有時互相抵銷。例如：硫、氧、氮都能增加鋼的熱脆性，而適量的錳可減少或部分抵銷其熱脆性。殘余元素除錳、鎳外都降低鋼的沖擊韌性，增加冷脆性。除硫和氧降低強度外，其它雜質(zhì)元素均在不同程度上提高鋼的強度。幾乎所有的雜質(zhì)元素都能降低鋼的塑性和焊接性。

鐵在自然界中分布極廣，但是人類發(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（1535℃）又比銅（1083℃）高得多，使它比銅難以熔煉。

人類早發(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。考古學家曾經(jīng)在古墳墓中，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，記述了當時太陽神等重要神像的寶座是用鐵制成的。鐵在當時被認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”是同一個詞。

鐵是地殼中較豐富的元素，僅次于氧、硅、鋁。磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦是重要的鐵礦。單體金屬常用焦炭、鐵礦石和石炭石為原料煉得。用氫氣還原純氧化鐵可得到純鐵。含碳在1.7%以上的鐵叫生鐵（或鑄鐵）。含碳量少于0.2%的鐵熔合體稱為熟鐵或鍛鐵。含碳量介于1.7-0.2之間的鐵熔體叫做鋼。生鐵堅硬，但性脆；鋼具有彈性；熟鐵易于機械加工，但要比鋼柔軟。從生鐵煉鋼，就是減低生鐵內(nèi)的碳量，以及將硅、硫和磷雜質(zhì)除去。