碳結鋼鋼材截面熱酸蝕試片上組織不致密的現象。在鋼材橫斷面熱酸蝕試片上，存在許多孔隙和小黑點子，呈現組織不致密現象，當這些孔隙和小黑點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，疏松表現為不同長度的條紋，但仔細觀察或用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，可以發現樹枝晶末梢有金屬結晶的自由表面特征。疏松的成因與鋼水冷凝收縮和選分結晶有關。鋼水在結晶時，先結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，因而形成一些細小微孔。材在熱加工過程中，疏松可大大改善，但當鋼錠疏松嚴重時，壓縮比不足或孔型設計不當時，熱加工后疏松還會存在。嚴重的疏松視為鋼材缺陷，當疏松嚴重時，鋼材的力學性能會受到一定影響。但根據鋼材使用要求，可以按標準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。

優質碳素結構鋼 和 普通碳素結構鋼相比，硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據含碳量和用途的不同，這類鋼大致又分為三類：①小于0.25%C為低碳鋼，其中尤以含碳低于0.10%的08F08Al等，由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐……等。20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外，低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機械制造業。②0.25～0.60%C為中碳鋼，多在調質狀態下使用，制作機械制造工業的零件。③大于0.6%C為高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。根據含錳量的不同，又可分為普通含錳量（0.25～0.8%）和較高含錳量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強化鐵素體，提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“Mn”，如15Mn、20Mn以區別于正常含錳量的碳素鋼。碳結鋼

碳結鋼按化學成分分類< 碳素鋼按化學成分（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。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳（0.70%～1.20%）。按產品質量分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的 硬度約為HRC55(HB538），σb為600～1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中，中碳鋼得到廣泛的應用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機械零件。
（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。

碳結鋼脫氧方法符號：F——沸騰鋼b——半鎮靜鋼Z——鎮靜鋼TZ——特殊鎮靜鋼雜質影響Mn元素的影響鋼中常在雜質有：Si、Mn、S、P和氧、氫、氮等氣體。Mn是煉鋼時用錳鐵給鋼液脫氧后而殘余在鋼中的元素錳有較強的脫氧能力，錳大部分溶于F，使鋼強化，錳對鋼有益。錳能降低S對鋼的危害。一般碳素鋼中把錳控制在0.25%~0.8%范圍內。Si元素的影響Si主要來自原料生鐵和硅鐵脫氧劑。Si比錳脫氧能力強，硅溶于F，提高鋼的強度和硬度，但會使塑性和韌性降低。硅促進Fe3C分解成石墨，若鋼中出現石墨會使鋼的韌性嚴重下降，產生所謂的“黑脆”。硅在碳素鋼中一般控制在0.17~0.37%范圍內S元素的影響S可使鋼的“熱脆”性增加。（S不溶于α-Fe，而以化合物FeS的形式存在，其熔點為1190℃，而FeS又能于Fe形成共晶體分布于晶界上，其熔點僅為985℃。）S對鋼的焊接性能也有不良影響，容易導致焊縫熱裂。所以，S在鋼中是有害雜質，其含量一般要求不大于0.05%。但是，S能改善鋼材的切削性能。