Obsah uhlíku je primárním faktorem při určování tvrdosti, síly a odolnosti opotřebení Kulaté tyče z nástroje . Ocely nástrojů s vyšším obsahem uhlíku, obvykle kolem 0,5% až 1,5%, jsou těžší a odolné vůči opotřebení, což z nich činí ideální pro řezání nástrojů, forem a zemřel. Vysoko-uhlíkové oceli, jako jsou D2 a O1, se široce používají pro chladné pracovní aplikace, kde je tvrdost prvořadá. Zvýšení obsahu uhlíku však může vést ke snížené houževnatosti, což zvyšuje vhodnější spodní uhlíkové oceli pro kování nebo tiskové nástroje, kde je odolnost vůči dopadu důležitější než tvrdost. Například nástrojová ocel S7 se často používá pro nástroje, které potřebují odolat silným dopadům.
Chrom je kritický prvek, který zvyšuje tvrdost, odolnost proti opotřebení a odolnost korozních odolností kulatých tyčinek z oceli. Zlepšuje také ztuhnutelnost oceli a zajišťuje rovnoměrnou tvrdost napříč materiálem během tepelného zpracování. Ocely nástrojů s vyšším obsahem chromia, jako je D2 (Cold Work Tool Steel) a H13 (Hot Work Tool Steel), vykazují vynikající odolnost vůči oxidaci a korozi, což je způsobuje, že jsou vhodné pro vytváření chladu a vytváření plísní. Přítomnost chromu také zvyšuje odolnost proti tepelné únavě, která je zásadní pro nástroje podrobené kolísajícím teplotám v operacích, jako je lití nebo kování.
Molybdenum zlepšuje vysokou teplotu sílu, odolnost proti opotřebení a ztvrdnost nástrojové oceli. Stabilizací struktury oceli při zvýšených teplotách molybden zajišťuje, že si materiál zachovává svou sílu a houževnatost, a to i při extrémním teplu. Tato vlastnost způsobuje, že nástroje bohaté na molybdenu, jako jsou H11 a H13, ideální pro nástroje pro odcizení a kování, kde jsou vystaveny vysokým teplotám a stresu. Molybden také zvyšuje odolnost vůči tepelné únavě, což pomáhá zabránit praskání nebo deformaci za kolísajících tepelných podmínek. Výsledkem je, že se jedná o základní prvek v ocelích horkých pracovních nástrojů používaných pro slévárny a kovoobráběcí operace.
Vanadium přispívá ke zlepšení houževnatosti, odolnosti proti opotřebení a síle v ocelích nástrojů. Zdokonaluje strukturu zrna oceli, takže je tvrdší a odolnější k opotřebení při těžkých zatíženích nebo vysokorychlostních operacích. Pro řezání nástrojů, vrtáků a frézních řezaček, protože udržují retenci okrajů a vysoký výkon během vysokorychlostního obrábění, se běžně používají pro řezání nástrojů, vrtáků a frézy, které si udržují retenční hrany a vysoký výkon. Vanadium také zvyšuje tepelnou odolnost proti nástrojovým ocelům, což jim umožňuje odolat zvýšeným teplotám, se kterými se vyskytují ve vysoce výkonných aplikacích, jako je řezání kovů a broušení.
Nikl zlepšuje houževnatost a tažnost, což umožňuje, aby ocel nástroje absorboval dopad a odolával praskání. Zvyšuje také odolnost proti korozi, která je prospěšná pro nástroje vystavené vlhkosti nebo chemikálii. Ocely nástrojů s vyšším obsahem niklu, jako je S7, se běžně používají v aplikacích, které vyžadují odolnost proti šokům a schopnost odolávat silnému dopadu bez selhání. Díky těmto charakteristikám je nikl-alloyed alued nástrojové oceli ideální pro tiskové nástroje, kladiva, údery a další nástroje vystavené dynamickému načítání a šoku.
Wolfram se přidává do ocelí nástrojů, aby se zvýšila síla vysoká teplota, tvrdost a odolnost proti opotřebení. Zlepšuje schopnost nástrojového oceli udržovat výkon při zvýšených teplotách, což je nezbytné pro vysokorychlostní řezání a frézování. Ocely nástrojů s wolfram, jako je T1 (vysokorychlostní ocel), se používají v obráběcích nástrojích, kde rychlé řezání vytváří značné teplo. Wolfram také zvyšuje odolnost vůči otěru a opotřebení, takže je ideální pro nástroje používané v aplikacích s nepřetržitým vysokorychlostním kontaktem, jako jsou vrtáky a čepele.
