碳钢是一种 含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金，也称为碳素钢。它的成分中除了碳元素外，通常还包含少量的硅、锰、硫和磷等元素。根据含碳量的不同，碳钢可以分为高碳钢、中碳钢和低碳钢，其中低碳钢的含碳量小于0.25%，中碳钢在0.25%至0.6%之间，高碳钢则大于0.6%。
碳钢的硬度、强度和塑性会随着含碳量的增加而增强，但塑性会相应降低。因此，高碳钢通常较硬且脆，适合用于需要高硬度和强度的场合，如工具制造；而低碳钢则较软且具有较好的延展性，适用于需要较好塑性的应用，如建筑结构。
碳钢的分类方法多样，可以根据用途分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢等；根据冶炼方法分为平炉钢、转炉钢；根据脱氧方法分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢；根据钢的质量分为普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质钢和特级优质钢。
碳钢因其优异的物理和化学特性，被广泛应用于建筑、机械、工具制造等多个领域。例如，在阀门制造中，碳钢阀体因其高强度和良好的耐腐蚀性能而受到青睐。