Zawartość węgla jest głównym czynnikiem w określaniu twardości, siły i odporności na zużycie narzędziowe stalowe okrągłe paski . Stale narzędzi o wyższej zawartości węgla, zwykle około 0,5% do 1,5%, są trudniejsze i bardziej odporne na zużycie, co czyni je idealnymi do tnącej narzędzia, pleśni i matryc. Stale o wysokiej zawartości węgla, takie jak D2 i O1, są szeroko stosowane do zimnych zastosowań, w których twardość jest najważniejsza. Jednak wzrost zawartości węgla może prowadzić do zmniejszonej wytrzymałości, co sprawia, że stale niższej węglowej są bardziej odpowiednie do kucia matryc lub narzędzi prasowych, gdzie odporność na uderzenie jest ważniejsza niż twardość. Na przykład stal narzędzi S7 jest często używana do narzędzi, które muszą wytrzymać duże uderzenia.
Chrom jest krytycznym elementem stopowym, który zwiększa twardość, odporność na zużycie i odporność na korozję stalowych okrągłych prętów. Poprawia również twardość stali, zapewniając jednolitą twardość w materiale podczas obróbki cieplnej. Stale narzędzi o wyższej zawartości chromu, takie jak D2 (stal narzędzi na zimno) i H13 (stal narzędzia na narzędzie do pracy), wykazują doskonałą odporność na utlenianie i korozję, co czyni je odpowiednimi do formowania na zimno i tworzenia pleśni. Obecność chromu zwiększa również odporność na zmęczenie termiczne, co jest kluczowe dla narzędzi poddanych wahaniu temperatur w operacjach takich jak odlewanie lub kucie.
Molybdenum poprawia wytrzymałość w wysokiej temperaturze, odporność na zużycie i utwardzalność stali narzędziowej. Stabilizując strukturę stali w podwyższonych temperaturach, Molybdenum zapewnia, że materiał zachowuje swoją wytrzymałość i wytrzymałość, nawet w ekstremalnym cieple. Ta właściwość sprawia, że stale narzędzi bogate w Molybdenum, takie jak H11 i H13, są idealne do narzędzi do odlewania i kucia, w których są narażone na wysokie temperatury i stres. Molybdenum zwiększa również odporność na zmęczenie termiczne, co pomaga zapobiegać pęknięciu lub deformacji w zmieniających się warunkach cieplnych. W rezultacie jest to niezbędny element w stalach narzędzi hot work używanych do odlewni i operacji obróbki metali.
Wanad przyczynia się do poprawy wytrzymałości, odporności na zużycie i siły w stalach narzędziowych. Udają się strukturę ziarna stali, dzięki czemu jest trudniejsza i bardziej odporna do noszenia pod ciężkimi obciążeniami lub operacjami o dużej prędkości. Stale narzędzi zawierające wanad, takie jak M2 (stal szybki), są powszechnie używane do narzędzi tnącej, ćwiczeń i frezów, ponieważ utrzymują retencję krawędzi i wysoką wydajność podczas szybkiej obróbki. Wanad zwiększa również odporność na ciepło stali narzędziowych, umożliwiając im wytrzymanie podwyższonych temperatur napotykanych w zastosowaniach o wysokiej wydajności, takich jak cięcie i szlifowanie metalu.
Nikiel poprawia wytrzymałość i plastyczność, umożliwiając stal narzędzi wchłanianie uderzenia i odporność pęknięcia. Zwiększa również odporność na korozję, co jest korzystne dla narzędzi narażonych na wilgoć lub chemikalia. Stale narzędzi o wyższej zawartości niklu, takie jak S7, są powszechnie stosowane w aplikacjach wymagających odporności na wstrząsy i możliwości wytrzymania dużego wpływu bez awarii. Te cechy sprawiają, że stal narzędziowy niklu jest idealny do narzędzi prasowych, młotów, uderzeń i innych narzędzi narażonych na dynamiczne ładowanie i wstrząs.
Winfria jest dodawana do stali narzędziowych w celu zwiększenia siły w wysokiej temperaturze, twardości i odporności na zużycie. Poprawia zdolność stali narzędzia do utrzymywania wydajności w podwyższonych temperaturach, co jest niezbędne do szybkiego cięcia i mielenia. Stale narzędzi z wolframem, takie jak T1 (stal z dużą prędkością), są używane w narzędziach obróbki, w których szybkie cięcie wytwarza znaczne ciepło. Tungsten zwiększa również odporność na ścieranie i zużycie, dzięki czemu jest idealny do narzędzi używanych w aplikacjach z ciągłym kontaktem z dużą prędkością, takimi jak ćwiczenia i piły. 3
