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含碳量小于2.11％的鐵碳合金稱為碳素鋼，又稱碳鋼。
碳素鋼的分類方法很多，一般可按含碳量、品質、用途和工藝進行分類。
按鋼的含碳量分類，可分為：低碳鋼，其含碳量小于0.25％；中碳鋼，其含碳量等于0.25％～0.60％；高碳鋼，其含碳量大于0.60％。
按鋼的品質分類，鋼的品質是由鋼中含有害雜質硫(S)、磷(P)的來區分的。當鋼中含硫量不超過0.050％，含磷量不超過0.045％時為普通碳素鋼；當鋼中的含硫量、含磷量均小于0.040％時為碳素鋼；當鋼中的含硫量小于0.030％，含磷量小于0.035％時為碳素鋼。
按鋼的用途分類，可分為碳素結構鋼和碳素工具鋼。碳素結構鋼主要用于制造各種機械零件和工程構件。碳素工具鋼主要用來制造刀具、量具和模具，這類鋼一般屬于高碳鋼，其含碳量在0.65％～1.35％的范圍內。
按工藝分類，可分為熱軋鋼、冷拔鋼、鍛造鋼和鑄造鋼等。
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