本发明涉及一种块体纳米结构低碳钢的制备方法,包括以下步骤:准备低碳钢块体坯料;由压缩设备冲击低碳钢块体坯料,以迫使低碳钢块体坯料以通常在102-103/s范围内的高应变速率变形,由此使低碳钢块体坯料的显微结构纳米化,即制备出块体纳米结构低碳钢｡与传统低碳钢相比,由本发明制备的块体纳米结构低碳钢具有很高的抗拉强度和疲劳极限,且本发明的方法可利用简单的设备实施,易于控制和以经济的生产成本批量生产｡本发明还涉及由上述方法制备的块体纳米结构低碳钢,所述块体纳米结构低碳钢优选地是厚度为5mm以上的板材或直径为5mm以上的棒材｡