碳結(jié)鋼的時效通常有淬火時效和應(yīng)變時效兩種，都是由間隙元素作用引起的，主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。淬火時效 即鋼由高溫快速冷卻后性能隨時間而變化的現(xiàn)象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對淬火時效都有很大影響。低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發(fā)生淬火時效顯著。含碳約0.3%的中碳鋼，由淬火時效所引起的性能變化已大為減弱。含碳約0.6%的高碳鋼，實際上不起時效硬化作用（見金屬熱處理）。應(yīng)變時效 經(jīng)冷加工變形后的性能隨時間而變化的現(xiàn)象。碳和氮對應(yīng)變時效的影響，與對淬火時效的影響相似，磷也促進應(yīng)變時效。低碳鋼因冷變形而消失的屈服點，隨時間的延長而逐漸恢復(fù)。應(yīng)變時效比淬火時效更為復(fù)雜。如鋼材經(jīng)淬火后再進行冷加工，無論在室溫或稍高溫度下，均將加速其應(yīng)變時效。

碳結(jié)鋼鋼材基體上出現(xiàn)的互不結(jié)合的兩層結(jié)構(gòu)。分層一般都平行于壓力加工表面，在縱、橫向斷面低倍試片上均有黑線。分層嚴(yán)重時有裂縫發(fā)生，在裂縫中往往有氧化鐵、非金屬夾雜和嚴(yán)重的偏析物質(zhì)。鎮(zhèn)靜鋼鋼錠的縮孔和沸騰鋼錠的氣囊及尾孔經(jīng)軋制（鍛造）不能焊合產(chǎn)生分層。鋼中大型夾雜和嚴(yán)重成分偏析也能產(chǎn)生分層。分層是鋼材中不允許存在的缺陷，嚴(yán)重影響鋼材的使用。防止分層缺陷的措施有：煉鋼方面，要凈化鋼質(zhì)，減少偏析、縮孔、氣囊和大型非金屬夾雜，防止連鑄坯產(chǎn)生中間裂紋。軋鋼方面，在鋼錠加熱時要嚴(yán)防內(nèi)裂，初軋坯要切凈縮孔和尾孔。白點在鋼材縱、橫斷面酸浸試片上，出現(xiàn)的不同長度無規(guī)則的發(fā)紋。它在橫向低倍試片上呈放射狀、同心圓或不規(guī)則分布，多距鋼件中心或與表面有一定距離。型鋼在橫向或縱向斷口上，呈圓形或橢圓

碳素鋼的時效常給工業(yè)生產(chǎn)帶來很大危害，例如沸騰鋼焊接后，由于時效使焊接接頭熱影響區(qū)出現(xiàn)細(xì)小裂紋，嚴(yán)重影響焊接結(jié)構(gòu)的性。但由于近代冶金技術(shù)的發(fā)展，和在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，尤其是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼能獲得更低的氮、氧含量，因此時效問題有所減輕。 碳素鋼淬火時通常采用水冷，但對小尺寸的中碳鋼，尤其是直徑為8―12mm的45號鋼淬火時容易產(chǎn)生裂紋，這是一個較為復(fù)雜的問題。采取的措施是淬火時試樣在水中快速攪動，或者采用油冷，可避免出現(xiàn)裂紋。包裝，裸裝，國產(chǎn)鋼按鋼號在端部進行涂色，詳見碳結(jié)鋼GB/T699標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。