钢铁厂生产过程中产生的废钢称为“返回废钢”、“自产废钢”或“循环废钢”。其含碳量一般小于2.0%，硫、磷含量均不大于0.05%。废钢由于其产生的情况不同，而存在各种不同的形状，其性能与产生此种废钢的成材基本相同，但也受到时效有效性、疲劳性等因素的影响，而性能有所降低。普通钢厂自产废钢约为钢产量的15～25%；特殊钢厂达30～50%。
废钢主要产生于炼钢车间、铸钢车间和钢的冷加工和热加工车间。随着钢铁生产技术的发展，钢材收得率增加，自产废钢占钢产量的比例有下降趋势。钢铁产品和工制造过程中产生的废钢，约占废钢总量的20～25%，主要为钢料的切头、切尾、切屑、边角料等。各种废旧设备，钢结构件，“报废”的机车、车辆、钢轨、汽车、船舶、工具、用具等，也产生大量“折旧废钢”。它在工业发达国家约占废钢总量的25～30%，占社会上钢材总投放量的1～1.5%。中国当前每年产生的折旧废钢约 300万吨。生活用品废旧钢铁如罐头盒、家具和用具等，称为“社会废钢”或“垃圾废钢”，数量有时高达钢材投放量的1%。此外,还有从渣中回收的废钢，积存的废钢块，打捞的沉船等，来源颇为复杂。
随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。
碳钢的不足：
(1)淬透性低。一般情况下，碳钢水淬的淬透直径只有10mm-20mm。
(2) 强度和屈强比较低。如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa，而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的 σs /σb仅为0.43, 远低于合金钢。
(3) 回火稳定性差。由于回火稳定性差，碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度需采用较低的回火温度，这样钢的韧性就偏低；为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。
(4) 不能满足特殊性能的要求。碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使用性能的需求。
扩大γ相区的元素—亦称奥氏体稳定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它们使A3点(γ-Fe α-Fe的转变点)下降, A4点( γ-Fe的转变点)上升, 从而扩大γ-相的存在范围。其中Ni、Mn等加入到一定量后, 可使γ相区扩大到室温以下, 使α相区消失, 称为完全扩大γ相区元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 虽然扩大γ相区, 但不能扩大到室温, 故称之为部分扩大γ相区的元素。
形成碳化物合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小, 可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。
常见非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。常见碳化物形成元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列)，它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化合物。