铁碳合金材质，高碳钢含碳量在0.0218%~2.11%。还含有少量硅、锰、硫、磷。碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。高碳钢在经过热处理或者冷却拔硬化处理以后，就会具有非常高的强度和硬度，也具备高强度的弹性极限与耐疲劳极限，非常便于切割和削切。
碳钢的影响因素主要是：
1. 锰：约为0.25%~0.80%。固溶强化；清除FeO，降低钢的脆性；与硫化合成MnS，可以减轻硫的有害作用。有益。
2. 硅：约为0.10%~0.40%，固溶强化；除FeO对钢质量的不良影响，有益。
3. 硫：FeS与Fe形成低熔点共晶体（熔点为985℃），在1000~1250℃热加工时导致钢变脆而开裂，“热脆”。有害。
4. 磷：强度、硬度提高，但使塑性和韧性降低，“冷脆”，有害。