高碳钢是指含碳量在0.6%~1.5%之间的钢铁。它因含碳量高而具有很高的硬度和强度，但其韧性不足。在热处理前，高碳钢大部分存在铁素体和珠光体两种显微组织，热处理后会出现马氏体。高碳钢广泛应用于制造工具、弹簧钢、轴承钢等领域。
高碳钢的主要特点是强度和韧性的完美结合。在实际使用时，需要根据具体情况调配碳含量以达到更优秀的性能。例如制造锤头、凿子等工具时，需要高碳钢来保证工具的硬度和抗磨性；而制造弹簧时，需要在高碳钢中添加适量的硅、锰等元素来增加韧性。
虽然高碳钢具有极高的硬度和强度，但其韧性不足，容易产生疲劳、开裂等缺陷。为了提高高碳钢的韧性，可以采用两相钢、复相钢、表面渗碳等方法。例如双相钢中的奥氏体和贝氏体的相互作用能够显著提高钢铁的韧性。
