铁碳合金，是以铁和碳为组元的二元合金。铁基材料中应用多的一类——碳钢和铸铁，就是一种工业铁碳合金材料。钢铁材料适用范围广阔的原因，首先在于可用的成分跨度大，从近于无碳的工业纯铁到含碳4%左右的铸铁，在此范围内合金的相结构和微观组织都发生很大的变化；另外，还在于可采用各种热加工工艺，尤其金属热处理技术，大幅度地改变某一成分合金的组织和性能。
工业纯铁是用于冶炼精密合金、高温合金、超低碳不锈钢、电热合金等重要的原材料。
工业纯铁主要由电弧炉、氧气转炉、电弧炉加炉外真空脱碳、氧气转炉加炉外真空脱碳等方法生产。不同工艺生产的工业纯铁各具特点：
1.电弧炉纯铁的特点：是早生产纯铁的方法，含碳量为0.025%，含氮量较高，受石墨电极增碳的影响，不能生产更低含碳量的纯铁。
2.氧气转炉纯铁的特点：可以生产含碳量小于0.01%的低碳纯铁，但其含氧量高，含氮量较低，只能生产品质一般的工业纯铁。
3.电弧炉或氧气转炉与炉外精炼双联法生产高品质纯铁的特点：纯铁含碳量为0.005%,磷、硫、氧、氮以及非金属夹杂物含量低，是目前品质的纯铁，国内太钢、宝钢、武钢、抚钢等都可以生产高品质纯铁 。
有的碳素结构钢还添加微量的铝或铌（或其它碳化物形成元素）形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒长大，使钢强化，节约钢材。在中国和某些国家，为适应专业用钢的特殊要求，对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整，从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢（如桥梁、建筑、钢筋、压力容器用钢等）。
碳素钢的塑性加工工艺通常分热加工和冷加工。经过热加工，钢锭中的小气泡、疏松等缺陷被焊合起来，使钢的组织致密。同时，热加工可破坏铸态组织、细化晶粒。使锻轧的钢材比铸态具有更好的力学性能。经冷加工的钢，随着冷塑性变形程度增大，强度和硬度增加，塑性和韧性降低。为提高成材率，广泛应用连续铸钢工艺。