Der Begriff geschmiedeter Kohlenstoffstahl steht für eine Kombination aus zwei grundlegenden metallurgischen Komponenten, nämlich Kohlenstoffstahl und Schmieden. Kohlenstoffstahl ist ein weit gefasster Begriff, der für eine Reihe von Stahlsorten unterschiedlicher Zusammensetzung mit Ausnahme von Edelstahl verwendet wird. Schmieden ist ein Metallumformprozess, bei dem wiederholte Kraft verwendet wird, um ein Stück erhitzten Metallmaterials in die gewünschte endgültige Form zu komprimieren. Schmieden wird im Allgemeinen akzeptiert, um Fertigteile von besserer Qualität herzustellen, da in der Stahlstruktur inhärent keine Unvollkommenheiten bei anderen Herstellungsverfahren auftreten, wodurch die Teile für Hochtemperatur- und Druckanwendungen gut geeignet sind. Einige gängige geschmiedete Teile aus Kohlenstoffstahl sind Maschinen-, Ventil- und Rohrleitungssystemkomponenten.
Kohlenstoffstahl ist ein ziemlich allgemeiner Identifikator für eine Reihe von Stahllegierungen, die aus Kohlenstoff als Hauptlegierungsbestandteil zusammen mit unterschiedlichen Mengen anderer Elemente wie Wolfram, Kobalt und Chrom bestehen. Im Allgemeinen werden bei der Definition von Kohlenstoffstahl keine Mindest- oder Höchstkonzentrationen für diese Elemente angegeben, obwohl akzeptiert wird, dass Edelstahl nicht in Frage kommt. Mit anderen Worten können die Konzentrationen sowohl des primären Kohlenstoffs als auch der sekundären Legierungselemente angepasst werden, um dem beabsichtigten Endzweck des Stahls zu entsprechen. Beispielsweise erhöht eine Erhöhung des Kohlenstoffgehalts der Legierung ihre Härte, während ihre Duktilität verringert wird.
Schmieden ist eine der ältesten Metallumformmethoden und beinhaltet wiederholte manuelle oder motorische Schläge, um glühenden Stahl in eine bestimmte Form zu bringen. Das Metall wird in einer Schmiede erhitzt und über eine geformte Vorrichtung oder zwischen die beiden Hälften eines Fuller-Sets gehämmert, um seine endgültige Form zu erreichen. Das manuelle Schmieden wird von einem Schmied mit kleineren, handgehaltenen Hämmern, Zangen und Meißeln durchgeführt, wobei das Hämmern normalerweise auf einem Amboss stattfindet. Geschmiedeter Kohlenstoffstahl, der von angetriebenen Schmieden hergestellt wird, wird mit großen Schlaghämmern gehämmert, die in einigen Fällen beim Schlagen auf das heiße Metall erheblichen Druck ausüben können.
Geschmiedete Teile aus Kohlenstoffstahl gelten normalerweise als überlegen gegenüber denen, die durch andere Verfahren wie Gießen hergestellt wurden. Dies liegt daran, dass durch das Hämmern des Metalls während der Umformung die meisten der mikroskopisch kleinen Kristallfehler wie Luftblasen und Risse beseitigt werden, die für Gussteile charakteristisch sind. Diese strukturelle Integrität macht geschmiedete Teile aus Kohlenstoffstahl fester und besser für Anwendungen geeignet, die hohe Drücke und Temperaturen erfordern. Diese Festigkeit macht diese Schmiedestücke ideal für Öl- und Gasleitungssysteme, Maschinenteile und die internen Mechanismen von Hochdruckventilen.