中碳高強(qiáng)度碳素結(jié)構(gòu)鋼，淬火后具有高的強(qiáng)度和硬度，該鋼可切削性中等，冷變形塑性低，焊接性差，熱處理時(shí)無(wú)回火脆性，但淬透性較低，水中臨界直徑為13*30mm，且水淬時(shí)有開(kāi)裂傾向。此鋼通常在正火或淬火回火，或高頻表面淬火等熱處理后使用。

碳素鋼加工性能

　　碳素鋼目前大都采用氧氣轉(zhuǎn)爐和平爐冶煉，優(yōu)質(zhì)碳素鋼也采用電弧爐生產(chǎn)。根據(jù)煉鋼過(guò)程脫氧程度的不同，碳素鋼可分為鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼和介于兩者之間的半鎮(zhèn)靜鋼。冶煉方法對(duì)鋼的性能影響，主要是通過(guò)鋼的純凈度而起作用的。近年來(lái)人們通過(guò)真空處理、爐外精煉和噴吹技術(shù)等，都可獲得更高純凈度的鋼，從而顯著改善了碳素鋼的品質(zhì)。

　　碳素鋼的塑性加工工藝通常分熱加工和冷加工。經(jīng)過(guò)熱加工，鋼錠中的小氣泡、疏松等缺陷被焊合起來(lái)，使鋼的組織致密。同時(shí)，熱加工可破壞鑄態(tài)組織、細(xì)化晶粒。使鍛軋的鋼材比鑄態(tài)具有更好的力學(xué)性能。經(jīng)冷加工的鋼，隨著冷塑性變形程度增大，強(qiáng)度和硬度增加，塑性和韌性降低。為提高成材率，廣泛應(yīng)用連續(xù)鑄鋼工藝。

碳素鋼時(shí)效處理

　　低碳鋼的時(shí)效通常有淬火時(shí)效和應(yīng)變時(shí)效兩種，都是由間隙元素作用引起的，主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。

　　淬火時(shí)效 即鋼由高溫快速冷卻后性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對(duì)淬火時(shí)效都有很大影響。低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發(fā)生淬火時(shí)效顯著。含碳約0.3%的中碳鋼，由淬火時(shí)效所引起的性能變化已大為減弱。含碳約0.6%的高碳鋼，實(shí)際上不起時(shí)效硬化作用（見(jiàn)金屬熱處理）。

　　應(yīng)變時(shí)效 經(jīng)冷加工變形后的性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。碳和氮對(duì)應(yīng)變時(shí)效的影響，與對(duì)淬火時(shí)效的影響相似，磷也促進(jìn)應(yīng)變時(shí)效。低碳鋼因冷變形而消失的屈服點(diǎn)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸恢復(fù)。應(yīng)變時(shí)效比淬火時(shí)效更為復(fù)雜。如鋼材經(jīng)淬火后再進(jìn)行冷加工，無(wú)論在室溫或稍高溫度下，均將加速其應(yīng)變時(shí)效。

　　碳素鋼的時(shí)效常給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)很大危害，例如沸騰鋼焊接后，由于時(shí)效使焊接接頭熱影響區(qū)出現(xiàn)細(xì)小裂紋，嚴(yán)重影響焊接結(jié)構(gòu)的安全性。但由于近代冶金技術(shù)的發(fā)展，和在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，尤其是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼能獲得更低的氮、氧含量，因此時(shí)效問(wèn)題有所減輕。