碳素鋼（簡稱碳鋼）是指w(C)小于2.11%的鐵碳合金。碳鋼的價(jià)格低廉，冶煉方便，加工容易，具有良好的力學(xué)性能，一般在滿足使用性能要求的前提下，選用鋼材時(shí)首先考慮它，因而在機(jī)械制造中應(yīng)用最為廣泛。

碳素鋼并不是單純的鐵碳合金，還含有少量的錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)元素。這些元素是在冶煉過程中不可避免地由煉鋼原料帶入的，通常稱為常存元素，它們的存在會(huì)對鋼的性能帶來一定的影響。

(1)錳錳在鋼中是有益元素。錳主要是煉鋼時(shí)用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。在碳鋼中錳大部分溶入鐵素體，起到固溶強(qiáng)化的作用，提高了鋼的強(qiáng)度和硬度；此外，錳能與硫形成MnS，從而減輕硫的有害作用。

在碳鋼中w(Mn)一般小于0.8%，對碳鋼性能的影響不顯著，在較高含錳量的鋼中，將w(Mn)適當(dāng)提高到0.90%~1.20%時(shí)，可起到一定的強(qiáng)化作用。

(2)硅硅在鋼中也是一種有益的元素，是煉鋼時(shí)用硅鐵脫氧而殘留在鋼中的。硅能溶入鐵素體，提高鋼的強(qiáng)度和硬度。但是由于它能降低鋼的塑性和韌性，因此鋼中的w(Si)通常小于0.40%。由于硅含量較低，故對碳鋼的強(qiáng)化作用不大。

(3)硫硫是有害元素，主要是由生鐵帶入鋼中的。硫以FeS形式存在，可使鋼的塑性變差。硫的含量越多，鋼的脆性越大。特別是FeS與Fe能形成熔點(diǎn)為989℃的共晶體，并分布于奧氏體的晶界上。當(dāng)鋼在1000~1200℃進(jìn)行熱壓力加工時(shí)，由于共晶體熔化，會(huì)使鋼沿著奧氏體晶界開裂而變脆，這種現(xiàn)象稱為“熱脆”。因此，實(shí)際生產(chǎn)中必須嚴(yán)格控制鋼中的硫含量。在鋼中增加錳含量，可消除硫的有害作用，因?yàn)镸n與S可以形成熔點(diǎn)為1620℃的MnS，MnS高溫時(shí)具有一定的塑性，因此可避免熱脆現(xiàn)象。

(4)磷磷也是一種有害元素。它能使室溫下鋼的塑性、韌性急劇降低，使鋼變脆，特別是在低溫時(shí)更為嚴(yán)重，這種現(xiàn)象稱為“冷脆”。磷的存在還使鋼的焊接性能變壞，因此要嚴(yán)格控制鋼中磷含量，一般鋼中w(P)應(yīng)小于0.045%。

鋼中的硫和磷是有害元素，應(yīng)嚴(yán)格控制其含量。但是在易切削鋼中，常適當(dāng)?shù)靥岣吡?、磷的含量，以增加鋼的脆性，有利于在切削時(shí)形成斷裂切屑，從而提高切削效率和減少對刀具的磨損。這種易切削鋼主要用于自動(dòng)機(jī)床上生產(chǎn)批量大、受力不大的零件。