Stahl ist eine Metalllegierung, die je nach Sorte und Qualität des Stahls hauptsächlich aus Eisen sowie geringen Mengen Kohlenstoff besteht. Legierter Stahl ist jede Art von Stahl, dem neben Kohlenstoff absichtlich ein oder mehrere Elemente zugesetzt wurden, um eine gewünschte physikalische Eigenschaft oder Eigenschaft zu erzeugen. Übliche Elemente, die zur Herstellung von legiertem Stahl hinzugefügt werden, sind Molybdän, Mangan, Nickel, Silizium, Bor, Chrom und Vanadium.
Legierter Stahl wird häufig in zwei Gruppen unterteilt: hochlegierte Stähle und niedriglegierte Stähle. Der Unterschied zwischen den beiden ist etwas willkürlich definiert. Die meisten stimmen jedoch darin überein, dass jeder Stahl, der mit mehr als acht Prozent seines Gewichts aus anderen Elementen neben Eisen und Kohlenstoff legiert ist, hochlegierter Stahl ist. Niedrig legierte Stähle sind etwas häufiger. Die physikalischen Eigenschaften dieser Stähle werden durch die anderen Elemente modifiziert, um ihnen im Vergleich zu Kohlenstoffstahl eine größere Härte, Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Zähigkeit zu verleihen. Um solche Eigenschaften zu erreichen, erfordern diese Legierungen häufig eine Wärmebehandlung.
Wenn der Kohlenstoffgehalt in einem niedriglegierten Stahl im mittleren bis hohen Bereich liegt, kann das Schweißen schwierig sein. Wenn der Kohlenstoffgehalt auf einen Bereich von 0.1% bis 0.3% gesenkt wird und einige der Legierungselemente reduziert werden, kann der Stahl eine bessere Schweißbarkeit und Umformbarkeit erreichen, während die für Stahl bekannte Festigkeit beibehalten wird. Solche Metalle werden als hochfeste, niedriglegierte Stähle klassifiziert.
Der wohl bekannteste legierte Stahl ist Edelstahl. Dies ist eine Stahllegierung mit mindestens 10 % Chromgehalt. Edelstahl ist widerstandsfähiger gegen Flecken, Korrosion und Rost als gewöhnlicher Stahl. Es wurde 1913 von Harry Brearley aus Sheffield, England, entdeckt, aber die Entdeckung wurde der Welt erst 1915 bekannt gegeben. Edelstahl wird häufig in Tafelbesteck, Schmuck, Uhrenarmbändern, chirurgischen Instrumenten sowie in der Luftfahrtindustrie verwendet. Sein vertrauter Glanz wurde auch für viele berühmte architektonische Entwürfe verwendet, wie den Gateway Arch in St. Louis, Missouri, und die Spitze des Chrysler Building in New York City.
Bei allen Arten von legiertem Stahl neigen die Legierungselemente dazu, entweder Karbide oder Verbindungen zu bilden, anstatt einfach mit Eisen und Kohlenstoff gleichförmig vermischt zu werden. Nickel, Aluminium und Silizium sind Beispiele für die Elemente, die Verbindungen im Stahl bilden. Wolfram und Vanadium bilden Karbide, die beide die Härte und Stabilität des Endprodukts erhöhen.