隨著科學技術和工業的發展，對材料提出瞭更高的要求，如更高的強度，抗高溫、高壓、低溫，耐腐蝕、磨損以及其它特殊物理、化學性能的要求，碳鋼已不能完全滿足要求。
碳鋼的在性能上主要有以下幾方麵的不足：
(1) 淬透性低。一般情況下，碳鋼水淬的最大淬透直徑隻有10mm-20mm。
(2) 強度和屈強比較低。如普通碳鋼Q235鋼的σs為235MPa，而低合金結構鋼16Mn的σs則為360MPa以上。40鋼的 σs /σb僅為0.43, 遠低於合金鋼。
(3) 回火穩定性差。由於回火穩定性差，碳鋼在進行調質處理時，為瞭保證較高的強度需采用較低的回火溫度，這樣鋼的韌性就偏低；為瞭保證較好的韌性，采用高的回火溫度時強度又偏低，所以碳鋼的綜合機械性能水平不高。
(4) 不能滿足特殊性能的要求。碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁性等方麵往往較差，不能滿足特殊使用性能的需求。
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