Ο ανθρακούχος χάλυβας είναι ένα κράμα μετάλλων που συνδυάζει σίδηρο και άνθρακα. Οι διάφορες χρήσεις του ανθρακούχου χάλυβα εξαρτώνται από την ποσότητα άνθρακα που προστίθεται στο κράμα. Για παράδειγμα, ο ανθρακούχο χάλυβας με τη χαμηλότερη ποσότητα άνθρακα ονομάζεται σφυρήλατος σίδηρος και χρησιμοποιείται για πράγματα όπως η περίφραξη. Ο χάλυβας μεσαίου άνθρακα, που ονομάζεται επίσης μαλακός χάλυβας, είναι ο τύπος χάλυβα που χρησιμοποιείται για δομικούς σκοπούς σε κτίρια και γέφυρες. Ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χρησιμοποιείται για ελατήρια και σύρματα από χάλυβα, ενώ ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ονομάζεται χυτοσίδηρος και χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή δοχείων.
Υπάρχουν δύο τύποι κράματος χάλυβα που είναι συνήθως οικείοι στον μέσο άνθρωπο: ο ανθρακούχο χάλυβας και ο ανοξείδωτος χάλυβας. Ο ανθρακούχος χάλυβας συνδυάζει τον σίδηρο με τον άνθρακα, ενώ ο ανοξείδωτος χάλυβας συνδυάζει τον σίδηρο με το χρώμιο. Είναι εύκολο για τους περισσότερους ανθρώπους να αναγνωρίσουν τον ανοξείδωτο χάλυβα, επειδή το χρώμιο δημιουργεί μια γυαλιστερή επίστρωση πάνω από το μέταλλο που είναι ανακλαστική και μη πορώδης, καθιστώντας τον ανοξείδωτο χάλυβα απλό στο καθάρισμα και διακοσμητικό. Ένας από τους κοινούς ορισμούς του ανθρακούχου χάλυβα είναι κάθε χάλυβας που δεν είναι ανοξείδωτος.
Ο άνθρακας στον ανθρακούχο χάλυβα κάνει το μέταλλο πιο σκληρό και ισχυρότερο από τον ανοξείδωτο χάλυβα, αλλά είναι επίσης λιγότερο ελατό. Η προσθήκη μεγαλύτερων ποσοτήτων άνθρακα στο μείγμα του κράματος έχει ως αποτέλεσμα τον ανθρακούχο χάλυβα που γίνεται όλο και πιο σκληρός και πιο εύθραυστος. Υπάρχουν τέσσερις κατηγορίες ανθρακούχου χάλυβα που διακρίνονται από την ποσότητα άνθρακα που προστίθεται στο μείγμα του κράματος. Οι χρήσεις του ανθρακούχου χάλυβα εξαρτώνται από την ταξινόμηση αυτής της κατηγορίας.
Ο ανθρακούχο χάλυβας με τη χαμηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα ονομάζεται συνήθως σφυρήλατος σίδηρος. το μέταλλο είναι σκληρό, αλλά όχι εύθραυστο. Αυτός ο τύπος ανθρακούχου χάλυβα χρησιμοποιείται για φράκτες, αλυσίδες, πύλες και κιγκλιδώματα. Η χαμηλότερη περιεκτικότητά του σε άνθρακα σημαίνει ότι έχει την ευελιξία να «επεξεργαστεί» σε σχέδια για διακοσμητικούς σκοπούς.
Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ανθρακούχο χάλυβας έχει μέτρια περιεκτικότητα σε άνθρακα. Οι χρήσεις ανθρακούχου χάλυβα σε αυτήν την κατηγορία περιλαμβάνουν δομικό χάλυβα για την κατασκευή κτιρίων και γεφυρών. Χρησιμοποιείται επίσης για ανταλλακτικά σε καταναλωτικά προϊόντα όπως αυτοκίνητα, ψυγεία και πλυντήρια ρούχων. Τα πλοία χρησιμοποιούν χάλυβα μέτριας περιεκτικότητας σε άνθρακα ως δομικό στοιχείο.
Ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι σκληρός αλλά εύθραυστος και εργάζεται λιγότερο εύκολα. Οι χρήσεις ανθρακούχου χάλυβα σε αυτήν την κατηγορία είναι συνήθως για κατασκευαστικούς σκοπούς. Αυτός ο τύπος ανθρακούχου χάλυβα χρησιμοποιείται συχνά για τη δημιουργία ελατηρίων και συρμάτων υψηλής αντοχής. Η αυξημένη σκληρότητα καθιστά αυτή την κατηγορία χάλυβα ιδανική για εργαλεία κοπής, γροθιές, μήτρες και βιομηχανικά μαχαίρια.
Ο ανθρακούχο χάλυβας με εξαιρετικά υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα αναφέρεται συνήθως ως χυτοσίδηρος. Αυτός ο τύπος χυτοσιδήρου είναι πολύ σκληρός αλλά πολύ εύθραυστος. Έχει ελάχιστη έως καθόλου ελατότητα και δεν μπορεί εύκολα να συγκολληθεί ή να χρησιμοποιηθεί με εργαλεία. Συχνά, χρησιμοποιείται για δοχεία από χυτοσίδηρο, καλοριφέρ ζεστού νερού και ορισμένους τύπους λαμπτήρων. Βιομηχανικά, αυτός ο τύπος ανθρακούχου χάλυβα χρησιμοποιείται για χύτευση, επειδή η υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα μειώνει το σημείο τήξης.