Čelik nastaje kada se ugljiku doda željezo, koje je samo po sebi relativno slabo. U modernoj industriji ugljik je najistaknutiji dodatak željeznom materijalu, ali legirani elementi svih vrsta su uobičajeni.
U stvari, legirani elementi su uobičajeni čak i kod proizvoda za cijevi koji se još uvijek smatraju čeličnim ugljikom.
Prema Američkom institutu za željezo i čelik (AISI), željezni materijal označen je kao ugljični čelik kada je njegova jezgra određena tako da sadrži najviše 1,65 posto mangana, 0,60 posto silicijuma i 0,60 posto bakra i kad nije naveden minimalni sadržaj za ostale legiranje elemenata.
Cijev od karbonskog čelika uživa široku primjenu u mnogim industrijama zbog svoje snage i lakoće obradivosti. Budući da sadrži relativno malo legirajućih elemenata i u niskim koncentracijama, cijev od ugljičnog čelika je relativno jeftina.
Međutim, nije prikladan za ekstremne temperature ili usluge visokog pritiska jer ga zbog nedostatka legirajućih elemenata čini manje otpornim na popratne napone.
