Stal węglowa to stop metali łączący żelazo i węgiel. Różne zastosowania stali węglowej zależą od ilości węgla dodanego do stopu; na przykład stal węglowa o najniższej zawartości węgla nazywana jest kutym żelazem i jest używana do takich rzeczy jak ogrodzenia. Stal średniowęglowa, zwana również stalą miękką, to rodzaj stali, która jest używana do celów konstrukcyjnych w budynkach i mostach. Stal wysokowęglowa jest używana do sprężyn i drutów stalowych, podczas gdy stal ultra wysokowęglowa nazywana jest żeliwem i jest często używana do produkcji garnków.
Istnieją dwa rodzaje stopów stali, które są zwykle znane przeciętnemu człowiekowi: stal węglowa i stal nierdzewna. Stal węglowa łączy żelazo z węglem, a stal nierdzewna łączy żelazo z chromem. Większość ludzi łatwo jest zidentyfikować stal nierdzewną, ponieważ chrom tworzy błyszczącą powłokę na metalu, która jest odblaskowa i nieporowata, dzięki czemu stal nierdzewną jest łatwa w czyszczeniu i dekoracyjna. Jedną z powszechnych definicji stali węglowej jest dowolna stal, która nie jest nierdzewna.
Węgiel w stali węglowej sprawia, że metal jest twardszy i mocniejszy niż stal nierdzewna, ale jest również mniej plastyczny. Dodanie większej ilości węgla do mieszanki stopowej powoduje, że stal węglowa jest coraz twardsza i bardziej krucha. Istnieją cztery kategorie stali węglowych, które różnią się ilością węgla dodanego do mieszanki stopowej. Zastosowania stali węglowej zależą od klasyfikacji tej kategorii.
Stal węglowa o najniższej zawartości węgla jest zwykle nazywana kutym żelazem; metal jest twardy, ale nie kruchy. Ten rodzaj stali węglowej jest używany na ogrodzenia, ogniwa łańcuchowe, bramy i balustrady. Niższa zawartość węgla oznacza, że można go „przepracować” w projektach do celów zdobniczych.
Najczęściej stosowana stal węglowa ma średnią zawartość węgla; Zastosowania stali węglowej w tej kategorii obejmują stal konstrukcyjną do budowy budynków i mostów. Jest również stosowany do części w produktach konsumenckich, takich jak samochody, lodówki i pralki. Statki wykorzystują stal średniowęglową jako element konstrukcyjny.
Stal wysokowęglowa jest twarda, ale krucha i trudniejsza w obróbce. Zastosowania stali węglowej w tej kategorii są typowo do celów produkcyjnych. Ten rodzaj stali węglowej jest często używany do tworzenia sprężyn i drutów o wysokiej wytrzymałości. Podwyższona twardość sprawia, że ta kategoria stali jest idealna na narzędzia tnące, stemple, matryce i noże przemysłowe.
Stal węglowa o bardzo wysokiej zawartości węgla jest powszechnie nazywana żeliwem. Ten rodzaj żeliwa jest bardzo twardy, ale bardzo kruchy. Ma niewielką lub żadną ciągliwość i nie można go łatwo spawać ani obrabiać. Często jest używany do garnków żeliwnych, grzejników na gorącą wodę i niektórych typów latarni. Przemysłowo ten rodzaj stali węglowej jest używany do odlewów, ponieważ wysoka zawartość węgla obniża temperaturę topnienia.