Staal voor carboneren is een groep gelegeerde constructiestalen voor machines, bestemd voor warmte-chemische bewerking. Na het carboneren of cyanoneren en de daaropvolgende warmtebehandeling wordt verwacht dat het product een harde en slijtvast oppervlaklaag krijgt, terwijl de kern voldoende taai blijft. Daarom wordt staal voor carboneren het vaakst gebruikt en aangeduid als staal voor tandwielen.Een harde en slijtvaste oppervlakte wordt verkregen door deze te verzadigen met koolstof tot een diepte van 0,8 – 1,5 mm en vervolgens een warmtebehandeling uit te voeren, waarvan de volgende stappen harden en ontlaten zijn. Stalen uit deze subgroep kenmerken zich door een vrij laag koolstofgehalte in hun chemische samenstelling – max. 0,25%, in vergelijking met andere gelegeerde constructiestalen (bijv. verbeteringsstalen).In vergelijking met andere methoden van oppervlakteharding, zoals nitreren, cyanoneren of oppervlakteharden, nemen bij een gecarboneerd oppervlak van het product de materiaaleigenschappen en de hardheid richting de kern niet abrupt, maar geleidelijk af. Men moet echter bedenken dat, om de vorming van een over-eutectoïde laag te voorkomen, het aanbevolen is om mild werkende carboneringsmiddelen voor het oppervlak van het materiaal te gebruiken.Het carboneringsproces wordt, afhankelijk van het staaltype, uitgevoerd bij temperaturen van ca. 880 – 1050℃. De daaropvolgende hardingsstap voor de kern bedraagt 880-920℃, en kan direct na het carboneren worden uitgevoerd. Het harden van de gecarboneerde lagen vindt plaats bij temperaturen van 780-820℃. Het ontlaten gebeurt vervolgens bij temperaturen van ca. 150-200℃.