เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นโลหะผสมที่เกิดขึ้นจากการรวมเหล็กและคาร์บอนเข้าด้วยกัน โดยทั่วไปแล้วเหล็กจะถือว่าเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนเมื่อสัดส่วนของธาตุอื่น ๆ ในธาตุนั้นไม่เกินร้อยละที่แน่นอน เปอร์เซ็นต์สูงสุดโดยทั่วไปคือ 1.65 เปอร์เซ็นต์สำหรับแมงกานีสและ 0.6 เปอร์เซ็นต์สำหรับทองแดงและซิลิกอน เปอร์เซนต์ทองแดงต้องมีอย่างน้อย 0.4 เปอร์เซ็นต์ เหล็กที่มีองค์ประกอบอื่น ๆ ในปริมาณที่สูงกว่าหรือที่ระบุเช่นนิกเกิลโครเมียมหรือวานาเดียมเรียกว่าโลหะผสมเหล็ก
ผู้ผลิตเพิ่มคาร์บอนเพื่อเหล็กเพื่อเสริมสร้างโครงสร้างในนั้นและเสริมสร้างโลหะที่เกิดขึ้น มันเป็นหนึ่งในวัสดุผสมที่คุ้มค่าที่สุดและการเปลี่ยนปริมาณคาร์บอนเป็นการเปลี่ยนคุณสมบัติของเหล็ก เหล็กกล้าคาร์บอนสามารถจำแนกได้เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางเหล็กกล้าคาร์บอนสูงและเหล็กกล้าคาร์บอนสูงพิเศษ
เหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำมากประมาณ 0.05 เปอร์เซ็นต์ถึง 0.3 เปอร์เซ็นต์เรียกว่าเหล็กคาร์บอนต่ำและคล้ายกับเหล็ก มีความเหนียวมากซึ่งทำให้ยากต่อการตัดเฉือน พวกเขาจะใช้ในการทำแผ่นเหล็กแผ่นรีดแบนหรือแผ่นเหล็กที่ใช้ในการสร้างเรือผลิตภัณฑ์ลวดตัวถังรถยนต์เครื่องใช้ในบ้านแผ่นดีบุกและอื่น ๆ เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำนั้นมีราคาถูกกว่า แต่ก็ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการอบชุบด้วยความร้อนซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เหล็กเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในการประกอบและขึ้นรูปแผ่นผนัง
การเพิ่มปริมาณคาร์บอนทำให้เหล็กกล้าคาร์บอนแข็งขึ้นและแข็งแรงขึ้น แต่ลดความสามารถในการเชื่อมและความเหนียวของเหล็กและทำให้เหล็กมีความเปราะมากขึ้น ผู้ผลิตยังเพิ่มปริมาณการผสมของวัสดุผสมอื่น ๆ ลงในเหล็กกล้าคาร์บอนที่ไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของเหล็ก แต่ให้พวกเขาควบคุมคุณสมบัติบางอย่างของเหล็ก ในบรรดาคุณสมบัติที่ได้รับผลกระทบคือความยืดหยุ่นความแข็งแรงและความแข็งของเหล็ก
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางมีปริมาณคาร์บอนสูงขึ้นประมาณ 0.3 เปอร์เซ็นต์ถึง 0.6 เปอร์เซ็นต์ เครื่องจักรเหล่านี้ง่ายขึ้นและผู้ผลิตบางรายเพิ่มซิลิคอนและแมงกานีสเล็กน้อยให้กับเหล็กเพื่อปรับปรุงคุณภาพ เหล็กเหล่านี้ยังคงมีราคาถูกและใช้ทำสิ่งต่าง ๆ เช่นเพลาเกียร์เพลาเพลารางท่อและข้อต่อ
เหล็กกล้าคาร์บอนสูงนั้นเชื่อมได้ยากมากเนื่องจากมีคาร์บอนอยู่ในช่วง 0.6 ถึง 1.0 เปอร์เซ็นต์ พวกเขายังมีสัดส่วนของแมงกานีสที่สูงขึ้นซึ่งถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งของเหล็ก เหล็กกล้าคาร์บอนสูงมีความอ่อนไหวต่อความร้อนได้มากและทำให้เปลวไฟแข็งตัวได้ง่ายซึ่งช่วยให้สามารถทำงานได้ในหลายรูปแบบ เหล็กกล้าคาร์บอนสูงมีความต้านทานแรงดึงสูงกว่าและถูกใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์เช่นเครื่องมือตัดใบมีดสปริงและสายแรงสูง
เหล็กกล้าคาร์บอนสูงพิเศษมีคาร์บอนอยู่ในช่วง 1.25 ถึง 2.0 เปอร์เซ็นต์ เป็นไปไม่ได้ที่จะเย็นงานเหล็กกล้าคาร์บอนชนิดนี้เพราะมันค่อนข้างบอบบาง เหล็กกล้าคาร์บอนสูงพิเศษใช้เพื่อสร้างส่วนประกอบที่ต้องการความแข็งสูงเช่นใบมีดเครื่องมือตัดและชิ้นส่วนขนาดใหญ่ พวกเขามีความไวต่อความร้อนและมีการแปรรูปที่ดีและความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่า
