碳 鋼也叫碳素鋼，指含炭量Wc小于2.11%的鐵碳合金。 碳鋼除含碳外通常還富含少量的硅、錳、硫、磷。碳鋼封頭的沉淀硬化合金系的一個基本特征是隨溫度而變化的平衡固溶度，即隨溫度增加固溶度增加，大多數可熱處理的的鋁合金都符合這一條件。沉淀硬化所要求的溶解度－溫度聯系，可用鋁銅系的Al－4Cu合金闡明合金時效的構成和結構的變化，在548℃進行共晶改變L→α＋θ（Al2Cu）。銅在α相中的溶解度5.65％（548℃），隨著溫度的降低，固溶度急劇減小，室溫下約為0.05％。
碳鋼封頭在淬火加熱時，合金中形成了空位，在淬火時，由于冷卻快，這些空位來不及移出，便被“固定”在晶體內。這些在過飽和固溶體內的空位大多與溶質原子聯系在一起。由于過飽和固溶體處于不穩定狀況，必然向平衡狀況改變，空位的存在，加速了溶質原子的分散速度，因此加速了溶質原子的偏聚。
碳素鋼的冶煉通常在轉爐、平爐中進行。轉爐通常冶煉普通碳素鋼，而 平爐可以冶煉各種鋼。這些年氧氣頂吹轉爐煉鋼技術發展很快，有趨勢可替代平爐煉鋼。將煉好的鋼液寫入鋼錠模，就各種鋼錠。鋼錠通過鍛壓或軋制后便加工成各種形狀的鋼材和鍛件。鋼錠通過壓力加工后，可以鋼的內部組織和夾雜物分布，所以同樣成分的鋼材要比鋼錠的性能優越一些。