Baja karbon adalah paduan logam yang terbentuk sebagai hasil dari penggabungan besi dan karbon. Baja biasanya dianggap baja karbon ketika proporsi elemen jejak lainnya di dalamnya tidak melebihi persentase tertentu. Persentase maksimum biasanya adalah 1.65 persen untuk mangan dan 0.6 persen untuk tembaga dan silikon. Persentase tembaga harus setidaknya 0.4 persen. Baja yang juga mengandung unsur-unsur lain dalam jumlah yang lebih tinggi atau tertentu, seperti nikel, kromium atau vanadium, disebut baja paduan.
Pabrikan menambahkan karbon ke besi untuk memperkuat struktur di dalamnya dan memperkuat logam yang dihasilkan. Ini adalah salah satu bahan paduan yang paling hemat biaya, dan mengubah jumlah karbon akan mengubah sifat baja. Baja karbon dapat diklasifikasikan sebagai baja karbon rendah, baja karbon menengah, baja karbon tinggi dan baja karbon ultra tinggi.
Baja dengan jumlah karbon yang sangat rendah, sekitar 0.05 persen hingga 0.3 persen, disebut baja karbon rendah dan mirip dengan besi. Mereka sangat ulet, yang membuatnya sulit untuk dikerjakan. Mereka digunakan untuk membuat lembaran canai datar atau strip baja yang digunakan untuk membuat kapal, produk kawat, badan mobil, peralatan rumah tangga, pelat timah dan banyak lagi. Baja karbon rendah lebih murah, tetapi tidak dapat diubah dengan perlakuan panas, itulah sebabnya mereka umumnya digunakan untuk keperluan fabrikasi dan panel.
Meningkatkan kandungan karbon membuat baja karbon lebih keras dan lebih kuat tetapi mengurangi kemampuan las dan keuletan baja, dan itu membuat baja lebih rapuh. Produsen juga menambahkan sejumlah kecil bahan paduan lainnya ke baja karbon yang tidak mempengaruhi sifat baja tetapi memungkinkan mereka untuk mengontrol kualitas tertentu dari baja. Di antara kualitas yang terpengaruh adalah elastisitas, kekuatan dan kekerasan baja.
Baja karbon sedang memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi sekitar 0.3 persen hingga 0.6 persen. Ini lebih mudah untuk dikerjakan, dan beberapa produsen menambahkan sedikit silikon dan mangan ke baja untuk meningkatkan kualitasnya. Baja ini masih murah dan digunakan untuk membuat hal-hal seperti as roda, roda gigi, poros, rel, pipa dan kopling.
Baja karbon tinggi sangat sulit untuk dilas karena mengandung karbon dalam kisaran 0.6 persen hingga 1.0 persen. Mereka juga memiliki proporsi mangan yang lebih tinggi, yang ditambahkan untuk meningkatkan kekerasan baja. Baja karbon tinggi sangat rentan terhadap panas, dan mudah mengeras, yang memungkinkannya untuk dikerjakan dalam berbagai bentuk. Baja karbon tinggi memiliki kekuatan tarik yang lebih besar dan digunakan untuk membuat produk seperti alat pemotong, bilah, pegas, dan kabel berkekuatan tinggi.
Baja karbon ultra tinggi memiliki karbon dalam kisaran 1.25 persen hingga 2.0 persen. Baja karbon jenis ini tidak dapat dikerjakan dengan dingin, karena cukup rapuh. Baja karbon ultra tinggi digunakan untuk membuat komponen yang membutuhkan kekerasan ekstrem, seperti bilah, alat pemotong, dan bagian besar. Mereka sangat sensitif terhadap panas dan memiliki kemampuan mesin yang baik dan ketahanan aus yang unggul.