超高碳钢（ultra-high carbon steel），工学-材料科学与工程-金属-钢-非合金钢，碳含量大于1.2%的钢。平衡状态下，超高碳钢中渗碳体（Fe3C）体积分数大于21。当碳含量超过共析成分时，就会在钢中生成先共析渗碳体并沿晶界呈连续网状分布，且随碳含量的增加，脆性的先共析网状碳化物增多增厚，这种组织结构对钢的韧塑性危害极大，故来超高碳钢被认为是一种脆性材料而极少应用。研究表明，通过改变超高碳钢中碳化物的分布状态，充分发挥碳化物的第二相强化效应，可以获得兼有高强度（屈服强度1000兆帕以上，抗拉强度1200兆帕以上）与高韧塑性（伸长率10%～20%）的超高碳钢。因此微观组织特别是渗碳体超细化生产制备工艺和超塑性产生的条件和机制研究成为超高碳钢开发的重要方向。超高碳钢已经成为一种颇具发展前景的结构材料。美国斯坦福大学O.D.谢尔比（Sherby）教授等所制备的超细晶超高碳钢，在超细铁素体（0.4～2.0微米）基体中分布着超细粒状渗碳体（0.2～1.0微米）组织，在中、高温下具有高变形速率的超塑性特性，在室温下具有高达1000兆帕以上的屈服强度和高达35%左右的塑性。