1.2.1 非合金钢
非合金钢是指碳的质量分数wC<2.11%，并含有少量Si、Mn、S、P等杂质元素的铁碳合金，在实施新的钢分类标准以前称为碳素钢，在工业上使用最广泛。
1.非合金钢的分类
非合金钢分类方法主要有以下三种：
1）根据碳的质量分数分类，分为低碳钢（wC<0.25%）、中碳钢（0.25%≤wC≤0.60%）和高碳钢（wC>0.60%）。
微课：非合金钢的种类及用途
2）根据钢的质量等级分类，分为普通质量非合金钢（wS≤0.045%，wP≤0.045%）、优质非合金钢（wS≤0.035%，wP≤0.035%）和特殊质量（高级优质）非合金钢（wS≤0.020%，wP≤0.030%）。
3）根据钢的用途分类，分为碳素结构钢、碳素工具钢和铸造碳钢。
此外，按冶炼时钢液的脱氧程度不同，又分为沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较完全）和半镇静钢（脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间）。
2.非合金钢的牌号、性能及主要用途
（1）碳素结构钢
1）普通碳素结构钢。普通碳素结构钢的牌号用“Q+数字+质量级别+脱氧方法符号”表示。其中，“Q”为钢材屈服强度中“屈”字的汉语拼音字首；“数字”表示其最小屈服强度值；“质量级别”用A、B、C、D表示，其中A级质量等级最低，D级质量等级最高；脱氧方法符号分别用F、Z、TZ表示沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢，通常镇静钢和特殊镇静钢的符号（Z和TZ）可以省略。例如，牌号Q235AF表示屈服强度≥235MPa的A级沸腾钢。普通碳素结构钢的牌号、性能及主要用途见表1-2。
表1-2 普通碳素结构钢的牌号、性能及主要用途（摘自GB/T 700―2006《碳素结构钢》）
2）优质碳素结构钢。优质碳素结构钢的牌号一般用两位数字表示，这两位数字表示钢中碳的平均质量分数为万分之几。例如，45钢表示碳的平均质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。若钢中锰的质量分数较高（0.7%≤wMn≤1.2%）时，则在牌号后面加上锰的化学元素符号（Mn），例如65Mn。优质碳素结构钢的牌号、性能及主要用途见表1-3。
表1-3 优质碳素结构钢的牌号、性能及主要用途
（2）碳素工具钢 碳素工具钢中碳的质量分数在0.65%～1.35%之间，全都属于优质或高级优质碳素钢，这类钢具有高硬度和高耐磨性，主要用于制造刀具、量具和模具。
碳素工具钢牌号用“T+数字”表示。其中，“T”为碳素工具钢中“碳”的汉语拼音字首；“数字”表示钢中碳的平均质量分数为千分之几。高级优质碳素工具钢是在数字后面加“A”。例如，T8表示碳的平均质量分数为0.8%的优质碳素工具钢，T8A表示碳的平均质量分数为0.8%的高级优质碳素工具钢。碳素工具钢的牌号、性能及主要用途见表1-4。
表1-4 碳素工具钢的牌号、性能及主要用途
（3）铸造碳钢 铸造碳钢简称“铸钢”，其牌号用“ZG+两组数字”表示。其中，“ZG”为“铸钢”两字的汉语拼音字首；“两组数字”中，第一组数字表示其最低屈服强度数值，第二组数字表示其最低抗拉强度值。例如，ZG230-450表示最低屈服强度为230MPa、最低抗拉强度为450MPa的铸造碳钢。
一般工程用铸造碳钢中碳的质量分数在0.15%～0.60%之间，铸造碳钢主要用于制作强度和韧性要求较高、形状复杂、难以用压力加工方法成形的铸钢件。常用的铸钢有ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640等。