本申请涉及低碳钢的领域,具体公开了一种低碳钢及其热处理工艺。低碳钢的热处理工艺包括以下步骤:S1:预热;S2:渗碳;S3:淬火;S4:清洗回火。本申请采用加入超声和重复墩粗、拉拔的步骤,超声产生的振动促进钢板中奥氏体的晶核提前形成,并抑制了奥氏体晶粒的长大,使得形成的晶粒更加细小,重复进行拉拔和墩粗的操作,有利于钢板内贝氏体、珠光体、铁素体的分散,使得低碳钢整体的硬度和强度更加均匀,同时由于高温和形变,加速了珠光体的转变,提高了低碳钢的强度和硬度,使得采用上述低碳钢制得的齿轮轴的耐磨性和硬度可满足齿轮轴的实际使用需求。