قیمت روز میلگرد فولاد آلیاژی از آهن است که معمولاً چند دهم درصد کربن دارد تا استحکام و مقاومت در برابر شکست را در مقایسه با سایر اشکال آهن بهبود بخشد. بسیاری از عناصر دیگر ممکن است وجود داشته باشند یا اضافه شوند. فولادهای ضد زنگ که در برابر خوردگی و اکسیداسیون مقاوم هستند، معمولاً به 11 درصد کروم اضافی نیاز دارند. فولاد به دلیل استحکام کششی بالا و هزینه پایین آن در ساختمان ها، زیرساخت ها، ابزارها، کشتی ها، قطارها، اتومبیل ها، ماشین ها، وسایل الکتریکی، سلاح ها و موشک ها استفاده می شود. آهن فلز پایه فولاد است. بسته به دما، می تواند به دو شکل کریستالی (اشکال آلوتروپیک) به خود بگیرد: مکعبی با محوریت بدن و مکعبی با محوریت صورت. برهمکنش آلوتروپ های آهن با عناصر آلیاژی، در درجه اول کربن، به فولاد و چدن طیف خواص منحصر به فردی می دهد. در آهن خالص، ساختار کریستالی مقاومت نسبتا کمی در برابر لغزش اتم‌های آهن از کنار یکدیگر دارد و بنابراین آهن خالص کاملاً انعطاف‌پذیر یا نرم است و به راحتی تشکیل می‌شود. در فولاد، مقادیر کمی کربن، سایر عناصر و اجزای داخل آهن به عنوان عوامل سخت کننده عمل می کنند که از حرکت نابجایی ها جلوگیری می کند. کربن موجود در آلیاژهای فولادی معمولی ممکن است تا 2.14 درصد از وزن آن را تشکیل دهد. تغییر مقدار کربن و بسیاری از عناصر آلیاژی دیگر و همچنین کنترل ترکیب شیمیایی و فیزیکی آنها در فولاد نهایی (چه به عنوان عناصر املاح و چه به عنوان فازهای رسوبی)، مانع از حرکت نابجایی هایی می شود که باعث شکل پذیری آهن خالص می شود و بنابراین کیفیت آن را کنترل و ارتقا می دهد. این ویژگی ها عبارتند از سختی، رفتار خاموش کردن، نیاز به بازپخت، رفتار معتدل، استحکام تسلیم و استحکام کششی فولاد حاصل. افزایش مقاومت فولاد نسبت به آهن خالص تنها با کاهش شکل پذیری آهن امکان پذیر است. فولاد برای هزاران سال در کوره های شکوفه تولید می شد، اما استفاده صنعتی در مقیاس بزرگ آن تنها پس از ابداع روش های تولید کارآمدتر در قرن هفدهم، با معرفی کوره بلند و تولید فولاد بوته ای آغاز شد. در اواسط قرن نوزدهم، کوره اجاق باز و سپس فرآیند بسمر در انگلستان دنبال شد. با اختراع فرآیند بسمر، دوره جدیدی از تولید انبوه فولاد آغاز شد. فولاد ملایم جایگزین آهن فرفورژه شد. ایالت‌های آلمان در قرن نوزدهم شاهد موفقیت بزرگ فولاد در اروپا بودند. اصلاحات بیشتر در این فرآیند، مانند تولید فولاد اکسیژن پایه (BOS)، تا حد زیادی جایگزین روش های قبلی با کاهش بیشتر هزینه تولید و افزایش کیفیت محصول نهایی شد. امروزه فولاد یکی از متداول ترین مواد ساخته شده در جهان است که سالانه بیش از 1.6 میلیارد تن تولید می شود. فولاد مدرن به طور کلی با گریدهای مختلف تعریف شده توسط سازمان های استاندارد مختلف شناسایی می شود. صنعت فولاد مدرن یکی از بزرگترین صنایع تولیدی در جهان است، اما یکی از صنایع پر انرژی و گازهای گلخانه ای است که 8 درصد از انتشار جهانی را به خود اختصاص می دهد. با این حال، فولاد نیز بسیار قابل استفاده مجدد است: فولاد یکی از مواد بازیافتی در جهان است، با نرخ بازیافت بیش از 60 درصد در سطح جهان. محتوای کربن فولاد بین 0.002٪ تا 2.14٪ وزنی برای فولاد کربنی ساده (آلیاژهای آهن-کربن) است. محتوای کربن خیلی کم باعث می شود آهن (خالص) کاملاً نرم، انعطاف پذیر و ضعیف باشد. محتوای کربن بالاتر از فولاد آلیاژی شکننده می سازد که معمولاً آهن خام نامیده می شود. فولاد آلیاژی فولادی است که عناصر آلیاژی دیگری عمداً به آن اضافه شده است تا خصوصیات فولاد را اصلاح کند. عناصر آلیاژی رایج عبارتند از: منگنز، نیکل، کروم، مولیبدن، بور، تیتانیوم، وانادیم، تنگستن، کبالت و نیوبیم. عناصر اضافی که اغلب نامطلوب در نظر گرفته می شوند نیز در فولاد مهم هستند: فسفر، گوگرد، سیلیکون، و ردپایی از اکسیژن، نیتروژن و مس. آلیاژهای کربن-آهن ساده با محتوای کربن بالاتر از 2.1٪ به عنوان چدن شناخته می شوند. با تکنیک‌های مدرن فولادسازی مانند شکل‌دهی فلز پودری، می‌توان فولادهای بسیار پر کربن (و سایر مواد آلیاژی) ساخت، اما چنین چیزی رایج نیست. چدن حتی در زمان گرم نیز چکش خوار نیست، اما می توان آن را با ریخته گری تشکیل داد زیرا ذوب کمتری دارد.
قیمت روز میلگرد فولاد آلیاژی از آهن است که معمولاً چند دهم درصد کربن دارد تا استحکام و مقاومت در برابر شکست را در مقایسه با سایر اشکال آهن بهبود بخشد. بسیاری از عناصر دیگر ممکن است وجود داشته باشند یا اضافه شوند. فولادهای ضد زنگ که در برابر خوردگی و اکسیداسیون مقاوم هستند، معمولاً به 11 درصد کروم اضافی نیاز دارند. فولاد به دلیل استحکام کششی بالا و هزینه پایین آن در ساختمان ها، زیرساخت ها، ابزارها، کشتی ها، قطارها، اتومبیل ها، ماشین ها، وسایل الکتریکی، سلاح ها و موشک ها استفاده می شود. آهن فلز پایه فولاد است. بسته به دما، می تواند به دو شکل کریستالی (اشکال آلوتروپیک) به خود بگیرد: مکعبی با محوریت بدن و مکعبی با محوریت صورت. برهمکنش آلوتروپ های آهن با عناصر آلیاژی، در درجه اول کربن، به فولاد و چدن طیف خواص منحصر به فردی می دهد. در آهن خالص، ساختار کریستالی مقاومت نسبتا کمی در برابر لغزش اتم‌های آهن از کنار یکدیگر دارد و بنابراین آهن خالص کاملاً انعطاف‌پذیر یا نرم است و به راحتی تشکیل می‌شود. در فولاد، مقادیر کمی کربن، سایر عناصر و اجزای داخل آهن به عنوان عوامل سخت کننده عمل می کنند که از حرکت نابجایی ها جلوگیری می کند. کربن موجود در آلیاژهای فولادی معمولی ممکن است تا 2.14 درصد از وزن آن را تشکیل دهد. تغییر مقدار کربن و بسیاری از عناصر آلیاژی دیگر و همچنین کنترل ترکیب شیمیایی و فیزیکی آنها در فولاد نهایی (چه به عنوان عناصر املاح و چه به عنوان فازهای رسوبی)، مانع از حرکت نابجایی هایی می شود که باعث شکل پذیری آهن خالص می شود و بنابراین کیفیت آن را کنترل و ارتقا می دهد. این ویژگی ها عبارتند از سختی، رفتار خاموش کردن، نیاز به بازپخت، رفتار معتدل، استحکام تسلیم و استحکام کششی فولاد حاصل. افزایش مقاومت فولاد نسبت به آهن خالص تنها با کاهش شکل پذیری آهن امکان پذیر است. فولاد برای هزاران سال در کوره های شکوفه تولید می شد، اما استفاده صنعتی در مقیاس بزرگ آن تنها پس از ابداع روش های تولید کارآمدتر در قرن هفدهم، با معرفی کوره بلند و تولید فولاد بوته ای آغاز شد. در اواسط قرن نوزدهم، کوره اجاق باز و سپس فرآیند بسمر در انگلستان دنبال شد. با اختراع فرآیند بسمر، دوره جدیدی از تولید انبوه فولاد آغاز شد. فولاد ملایم جایگزین آهن فرفورژه شد. ایالت‌های آلمان در قرن نوزدهم شاهد موفقیت بزرگ فولاد در اروپا بودند. اصلاحات بیشتر در این فرآیند، مانند تولید فولاد اکسیژن پایه (BOS)، تا حد زیادی جایگزین روش های قبلی با کاهش بیشتر هزینه تولید و افزایش کیفیت محصول نهایی شد. امروزه فولاد یکی از متداول ترین مواد ساخته شده در جهان است که سالانه بیش از 1.6 میلیارد تن تولید می شود. فولاد مدرن به طور کلی با گریدهای مختلف تعریف شده توسط سازمان های استاندارد مختلف شناسایی می شود. صنعت فولاد مدرن یکی از بزرگترین صنایع تولیدی در جهان است، اما یکی از صنایع پر انرژی و گازهای گلخانه ای است که 8 درصد از انتشار جهانی را به خود اختصاص می دهد. با این حال، فولاد نیز بسیار قابل استفاده مجدد است: فولاد یکی از مواد بازیافتی در جهان است، با نرخ بازیافت بیش از 60 درصد در سطح جهان. محتوای کربن فولاد بین 0.002٪ تا 2.14٪ وزنی برای فولاد کربنی ساده (آلیاژهای آهن-کربن) است. محتوای کربن خیلی کم باعث می شود آهن (خالص) کاملاً نرم، انعطاف پذیر و ضعیف باشد. محتوای کربن بالاتر از فولاد آلیاژی شکننده می سازد که معمولاً آهن خام نامیده می شود. فولاد آلیاژی فولادی است که عناصر آلیاژی دیگری عمداً به آن اضافه شده است تا خصوصیات فولاد را اصلاح کند. عناصر آلیاژی رایج عبارتند از: منگنز، نیکل، کروم، مولیبدن، بور، تیتانیوم، وانادیم، تنگستن، کبالت و نیوبیم. عناصر اضافی که اغلب نامطلوب در نظر گرفته می شوند نیز در فولاد مهم هستند: فسفر، گوگرد، سیلیکون، و ردپایی از اکسیژن، نیتروژن و مس. آلیاژهای کربن-آهن ساده با محتوای کربن بالاتر از 2.1٪ به عنوان چدن شناخته می شوند. با تکنیک‌های مدرن فولادسازی مانند شکل‌دهی فلز پودری، می‌توان فولادهای بسیار پر کربن (و سایر مواد آلیاژی) ساخت، اما چنین چیزی رایج نیست. چدن حتی در زمان گرم نیز چکش خوار نیست، اما می توان آن را با ریخته گری تشکیل داد زیرا ذوب کمتری دارد.
