碳結鋼常稱工具鋼，含碳量從0.60%至1.70%，能夠淬硬和回火。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。按鋼的質量分類;按鋼的質量可分為普通碳素鋼和優質碳素鋼。普通碳素構造鋼又稱普通碳素鋼，對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他剩余元素含量的限制較寬。在中國和某些依據交貨的保證條件又分為三類：甲類鋼（A類鋼）是保證力學性能的鋼。乙類鋼（B類鋼）是保證化學成分的鋼。> 特類鋼(C類鋼）是既保證力學性能又保證化學成分的鋼，常用于制造較重要的構造件。中國消費和運用多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼（甲類3號鋼），主要用于工程構造。有的碳素構造鋼還添加量的鋁或鈮（或其他碳化物構成元素）構成氮化物或碳化物粒，以限制晶粒長大，使鋼強化，節約鋼材。在中國和某些，為順應專業用鋼的特殊央求，對普通碳素構造鋼的化學成分和性能中止調整，從而展開了一系列普通碳素構造鋼的專業用鋼。

碳結鋼的時效通常有淬火時效和應變時效兩種，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。淬火時效 即鋼由高溫快速冷卻后性能隨時間而變化的現象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對淬火時效都有很大影響。低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發生淬火時效顯著。含碳約0.3%的中碳鋼，由淬火時效所引起的性能變化已大為減弱。含碳約0.6%的高碳鋼，實際上不起時效硬化作用（見金屬熱處理）。應變時效 經冷加工變形后的性能隨時間而變化的現象。碳和氮對應變時效的影響，與對淬火時效的影響相似，磷也促進應變時效。低碳鋼因冷變形而消失的屈服點，隨時間的延長而逐漸恢復。應變時效比淬火時效更為復雜。如鋼材經淬火后再進行冷加工，無論在室溫或稍高溫度下，均將加速其應變時效。