El término acero al carbono forjado representa una combinación de dos componentes metalúrgicos básicos, a saber, acero al carbono y forja. El acero al carbono es un término amplio que se aplica a una variedad de variedades de acero de diversas composiciones, excluido el acero inoxidable. La forja es un proceso de formación de metal que utiliza una fuerza repetida para comprimir una pieza de material de metal calentado en la forma final deseada. La forja se acepta generalmente para producir artículos terminados de mejor calidad debido a la falta inherente de imperfecciones en la estructura de acero que se encuentran con otros métodos de fabricación, lo que hace que las piezas sean adecuadas para aplicaciones de alta temperatura y presión. Algunas piezas comunes de acero al carbono forjado incluyen componentes de máquinas, válvulas y sistemas de tuberías.
El acero al carbono es un identificador bastante genérico para una gama de aleaciones de acero que consisten en carbono como el principal componente de aleación junto con cantidades variables de otros elementos como tungsteno, cobalto y cromo. Generalmente, al definir el acero al carbono, no se citan concentraciones mínimas o máximas para estos elementos, aunque se acepta que el acero inoxidable no califica. En otras palabras, las concentraciones tanto del carbono primario como de los elementos de aleación secundarios pueden ajustarse para adaptarse al propósito final previsto del acero. Por ejemplo, aumentar el contenido de carbono de la aleación aumenta su dureza al tiempo que disminuye su ductilidad.
La forja es uno de los métodos de formación de metales más antiguos e implica un impacto manual o motorizado repetitivo para forzar el acero al rojo vivo a una determinada forma. El metal se calienta en una fragua y se martilla sobre una plantilla con forma o entre las dos mitades de un conjunto más completo para lograr su forma final. La forja manual la lleva a cabo un herrero utilizando martillos, tenazas y cinceles de mano más pequeños, y el martillado generalmente se realiza en un yunque. El acero al carbono forjado producido por forjas motorizadas se martilla con martillos de viaje grandes capaces, en algunos casos, de ejercer una cantidad significativa de presión al golpear el metal caliente.
Por lo general, se cree que las piezas de acero al carbono forjado son superiores a las fabricadas con otros métodos, como la fundición. Esto se debe al hecho de que el martilleo del metal durante el conformado elimina la mayoría de los defectos cristalinos microscópicos, como burbujas de aire y fisuras, que caracterizan las piezas fundidas. Esta integridad estructural hace que las piezas de acero al carbono forjado sean más resistentes y se adapten mejor a aplicaciones que implican altas presiones y temperaturas. Esta resistencia hace que estas piezas forjadas sean ideales para sistemas de tuberías de gas y petróleo, piezas de maquinaria y los mecanismos internos de las válvulas de alta presión.