1.按化学成分分类
碳素钢按化学成分（即以含碳量）可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
(1) 低碳钢
又称软钢，含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造，焊接和切削，常用于制造链条，铆钉，螺栓，轴等。
(2) 中碳钢
碳量0.25%～0.60%的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰（0.70%～1.20%）。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好，焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的硬度约为HRC55(HB538），σb为600～1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到***广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。
（3）高碳钢
常称工具钢，含碳量从0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。锤，撬棍等由含碳量0.75%的钢制造； 切削工具如钻头，丝攻，铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。
2.按钢的品质分类
按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。
（1）普通碳素结构钢又称普通碳素钢，对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。在中国和某些 根据交货的保证条件又分为三类：甲类钢（A类钢）是保证力学性能的钢。乙类钢（B类钢）是保证化学成分的钢。特类钢(C类钢）是既保证力学性能又保证化学成分的钢，常用于制造较重要的结构件。中国目前生产和使用***多的是含碳量在0.20%左右的A3钢（甲类3号钢），主要用于工程结构。
有的碳素结构钢还添加量的铝或铌（或其他碳化物形成元素）形成氮化物或碳化物粒，以限制晶粒长大，使钢强化，节约钢材。在中国和某些 ，为适应专业用钢的特殊要求，对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整，从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢（如桥梁、建筑、钢筋、压力容器用钢等）。
（2）优质碳素结构钢和普通碳素结构钢相比，硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。根据含碳量和用途的不同，这类钢大致又分为三类：小于0.25%C为低碳钢，其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等，由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车、制罐……等。20G则是制造普通锅炉的主要材料。此外，低碳钢也广泛地作为渗碳钢，用于机械制造业。0.25～0.60%C为中碳钢，多在调质状态下使用，制作机械制造工业的零件。大于0.6%C为高碳钢，多用于制造弹簧、齿轮、轧辊等。根据含锰量的不同，又可分为普通含锰量（0.25～0.8%）和较高含锰量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）两钢组。锰能改善钢的淬透性，强化铁素体，提高钢的屈服强度、抗拉强度和耐磨性。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn”，如15Mn、20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。
3.按用途分类
按用途则又可分为碳素结构钢、碳素工具钢。
碳素工具钢 含碳量在0.65～1.35%之间，经热处理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各种工具、刃具、模具和量具（见工具钢）。
碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号：
Q195、Q215、Q235、Q255、Q275
每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级，***多的有四种，有的只有一；另外还有钢材冶炼的脱氧方法区别。
脱氧方法符号：
F——沸腾钢
b——半镇静钢
Z——镇静钢
TZ——特殊镇静钢
一、 模具钢：
20CrH、Cr12、Cr12MoV、SKD11、DC53、Cr12Mo1V1、P20、718(H)、H13、4Cr5MoSiV1、NAK80、S136(H)、SKD61、DAC、SLD、2738、2311、2316、2083、8407、M2、SKS、O1（油钢）、A2、A3、S45C
二、 齿轮钢、轴承钢
15CrMo、20CrMo、35CrMo、42CrMo、22CrMoH、20-30CrMnTi、20CrNiMo、8620、GCr15、SUJ2、CrNiMo、CrNi2Mo、25CrNiMoV、25Cr2MoV、17CrNiMo6、34CrNiMo6、30CrNiMo8、GCr15
三、 军工特钢：
40CrNiMoA、45CrNiMoV、20Ni4Mo、30CrMnSiA、35CrMnSiA、38CrSi、12CrNi3A、20CrNi3A、30CrNi3A、34-37CrNi3A、34-37CrNi3MoA、PCrNiMoA、PCrNiMoA PCrNi3MoA 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A 18-25Cr2NI4WA
四、 高强度合金结构钢、合结钢
20Cr、40Cr、30CrMo、20-30-40CrMnMo、38CrMoAL 、27SiMn
五、 低合金结构钢、易切削钢、碳素钢
16Mn、Q345B、Q345D、Q235、20-30Mn、40Mn、50Mn、20-45Mn2、15CrMn、20CrMn、16MnCr5（德国）、20MnCr5、Y15、Y15Pb、1215、1018、12L14、10#、20#、35#、45#
六、 弹簧圆钢、冷拉光圆、盘圆
65Mn、60Si2Mn、50CrV、60Si2CrV、SUP7、SUP10()
七、 不锈圆钢
1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、304、321、630、9Cr18Mo、9Cr18MoV、4Cr9Si2
八、高速工具钢
W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、碳工钢：T8-T10 合工钢：CrWMn 9CrSi 3Cr2W8V
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