熱加工后的低碳結(jié)構(gòu)鋼，其顯微組織鐵素體和珠光體沿軋向平行排列，呈帶狀分布，形成鋼材帶狀組織。帶狀組織形成的機(jī)制一般有3種：1）通常，在低碳鋼中，當(dāng)樹枝晶間富集磷、硫等雜質(zhì)，鋼材經(jīng)熱加工后，非金屬夾雜被拉長。如硫化物，而奧氏體在冷卻過程中先共析鐵素體沿硫化物夾雜形核和長大，形成鐵素體條帶。同時，鐵素體形成時向鐵素體條帶兩側(cè)排碳，也形成了珠光體條帶。(2）當(dāng)?shù)吞间撝泻i較高時，先凝固的樹枝晶晶干成分較純，形成鐵素體條帶。而枝晶間含錳、碳、硫、磷等雜質(zhì)，而且鐵素體條帶也向枝晶間排碳，形成珠光體條帶。）當(dāng)熱加工終軋溫度較低時，在雙相區(qū)軋制也能形成帶狀組織。帶狀組織實(shí)質(zhì)上是鋼材組織不均勻的一種表現(xiàn)，影響鋼材性能，產(chǎn)生備向異性。帶狀組織降低鋼材塑性、沖擊韌性和斷面收縮率，特別是對橫向力學(xué)性能影響較大。根據(jù)鋼材的使用要求，可以按中國 帶狀組織評級標(biāo)準(zhǔn)圖片來評定鋼材帶狀組織的級別。碳結(jié)鋼降低鋼中夾雜和樹枝晶成分偏析是減輕鋼中帶狀組織的主要措施。

碳結(jié)鋼鋼材截面熱酸蝕試片上組織不致密的現(xiàn)象。在鋼材橫斷面熱酸蝕試片上，存在許多孔隙和小黑點(diǎn)子，呈現(xiàn)組織不致密現(xiàn)象，當(dāng)這些孔隙和小黑點(diǎn)子分布在整個試片上時叫一股疏松，集中分布在中心的叫做中心疏松。在縱向熱酸蝕試片上，疏松表現(xiàn)為不同長度的條紋，但仔細(xì)觀察或用8～10倍放大鏡觀察，條紋沒有深度。用掃描電子顯微鏡觀察孔隙或條紋，可以發(fā)現(xiàn)樹枝晶末梢有金屬結(jié)晶的自由表面特征。疏松的成因與鋼水冷凝收縮和選分結(jié)晶有關(guān)。鋼水在結(jié)晶時，先結(jié)晶的樹枝晶晶軸比較純凈，而枝晶問富集偏析元素、氣體、非金屬夾雜和少量未凝固的鋼水， 凝固時，不能夠全部充滿枝晶間，因而形成一些細(xì)小微孔。材在熱加工過程中，疏松可大大改善，但當(dāng)鋼錠疏松嚴(yán)重時，壓縮比不足或孔型設(shè)計(jì)不當(dāng)時，熱加工后疏松還會存在。嚴(yán)重的疏松視為鋼材缺陷，當(dāng)疏松嚴(yán)重時，鋼材的力學(xué)性能會受到一定影響。但根據(jù)鋼材使用要求，可以按標(biāo)準(zhǔn)圖片評定鋼材疏松級別。采用提高鋼水純凈度、加快冷卻速度、連鑄用電磁攪拌和減少枝晶等措施，可以減少疏松。

碳結(jié)鋼按化學(xué)成分分類< 碳素鋼按化學(xué)成分（即以含碳量）可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。
(1) 低碳鋼
又稱軟鋼，含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用于制造鏈條，鉚釘，螺栓，軸等。 (2) 中碳鋼碳量0.25%～0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳（0.70%～1.20%）。按產(chǎn)品質(zhì)量分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強(qiáng)度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經(jīng)熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學(xué)性能。能夠達(dá)到的 硬度約為HRC55(HB538），σb為600～1100MPa。所以在中等強(qiáng)度水平的各種用途中，中碳鋼得到廣泛的應(yīng)用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機(jī)械零件。
（3）高碳鋼
常稱工具鋼，含碳量從0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。錘，撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造； 切削工具如鉆頭，絲攻，鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。