Rastúca globálna populácia a súčasný životný štýl rozprávajú o svetových ekosystémoch. Z toho vyplývajúce vysoké emisie CO2 a problémy s likvidáciou odpadu predstavujú pre súčasnú civilizáciu jedinečné nebezpečenstvo. Tieto výzvy sa do značnej miery riešia využívaním ocele ako infraštruktúry na uspokojenie potrieb sveta. Buduje mestá v harmónii s podnebím a minimalizuje dopady prírodných katastrof. Recyklovateľná povaha ocele a jej vedľajších produktov je prínosom, pretože práve tento primárny materiál integruje globálne hospodárstvo s cieľom podporovať trvalo udržateľný rozvoj. Táto požehnaná oceľ sa stáva uhlíkovou oceľou, keď sa do ocele pridáva uhlík. Ocel a uhlíková oceľ sa používajú pri výrobe rôznych typov komerčných a spotrebiteľských aplikácií. Rozdiel medzi nimi závisí od pridaných komponentov, aby sa dosiahli požadované ciele.
Ľudia začali používať železo, niekedy po roku 2000 pred nl, označujúc dobu železnú v Strednej Ázii tým, že nahradili bronz za výrobu zbraní a náradia. Železo pokračovalo vo svojej nadvláde počas nasledujúcich troch tisíc rokov v Európe, Ázii a Afrike, ale ustúpila oceliarstvu, keď ho Henry Bessemer vynašiel v polovici 50. rokov 20. storočia..
Ocel je na báze železa a obsahuje uhlík, kremík a mangán. Vyrába sa selektívnou oxidáciou nečistôt v horúcom kove, šrote alebo DRI. Ocel má mnoho podskupín, ktoré sa zaoberajú vlastnosťami a charakteristikami typu, a medzi tieto vlastnosti patrí pevnosť, ťažnosť, tvrdosť, cena atď. Niektoré z týchto typov, ako napríklad nikel, nie sú vôbec magnetické. Všeobecne sa oceľ klasifikuje podľa obsahu uhlíka. Je nekorozívny, menej poddajný a tvrdý. Na zlepšenie svojich vlastností je oceľ legovaná chrómom, niklom, molybdénom a ďalšími prvkami. Z dôvodu pevnosti, tvrdosti a pružnosti sa chrómová oceľ používa pri konštrukcii automobilov a častí lietadiel. Najväčším priemyselným odvetvím na svete je oceľ, ktorá ročne vyprodukuje 1,3 miliardy ton.
Podľa slovníka Merriam-Webster: „Oceľ je komerčné železo, ktoré obsahuje uhlík v ľubovoľnom množstve až do približne 1,7 percenta ako podstatnú zliatinovú zložku, je tvárné za vhodných podmienok a líši sa od liatiny svojou tvárnosťou a nižším obsahom uhlíka. " Uhlíková oceľ sa niekedy nazýva „obyčajná uhlíková oceľ“. Americký inštitút železa a ocele rozlišuje uhlíkovú oceľ za menej ako 2% uhlíka bez akýchkoľvek ďalších viditeľných legujúcich prvkov. Hlavný podiel výroby ocele tvorí uhlíková oceľ.
Ak sa obsah uhlíka v oceli zvýši, zníži to teplotu topenia ocele a stane sa tvrdšou a silnejšou, ale súčasne bude mať tendenciu byť menej ťažná a tvárná. Ocel sa bude ohýbať viac, čo umožní tvarovanie, keď sa zníži jej obsah uhlíka. To znamená, že uhlík zvyšuje pevnosť ocele a zároveň zachováva elasticitu. Výrobky z uhlíkovej ocele, ako sú panvice a hrnce, ktoré sa používajú na varenie, sa zohrejú rovnomerne ako iné ocele. Uhlíková oceľ má obvykle lesklý povrch.
Mäkká oceľ je forma uhlíkovej ocele a obsahuje 0,05 - 0,29% uhlíka, zatiaľ čo stredný typ má 0,30 - 0,59%. V oceli s vysokým obsahom uhlíka je 0,60 - 0,99% uhlíka a v ultra uhlíkovej oceli 1,00 - 2,00% uhlíka. Oceľ sa stáva uhlíkovou oceľou, ak má uhlík až 2,1%. Ak je percento uhlíka v oceli vyššie ako toto, takáto oceľ sa považuje za liatinu.
Uhlíková oceľ je tuhá a vykazuje feromagnetizmus. Preto sa vo veľkej miere používajú v automobiloch a elektrických zariadeniach. Vykazuje zlú odolnosť voči hrdzi, a preto sa nepoužívajú v korozívnom prostredí bez toho, že by si naniesli ochranný náter.