Kulstofindholdet er en primær faktor til bestemmelse af hårdhed, styrke og slidstyrke af Værktøjsstålrunde barer . Værktøjsstål med højere kulstofindhold, typisk omkring 0,5% til 1,5%, er hårdere og mere slidbestandige, hvilket gør dem ideelle til skæreværktøj, forme og dør. High-carbon stål, som D2 og O1, er vidt brugt til kolde arbejdsanvendelser, hvor hårdhed er vigtig. Imidlertid kan en stigning i kulstofindhold føre til reduceret sejhed, hvilket gør lavere kulstofstål mere velegnet til smedning af dies eller presseværktøjer, hvor modstand mod påvirkning er vigtigere end hårdhed. For eksempel bruges S7 -værktøjsstål ofte til værktøjer, der skal modstå store virkninger.
Krom er et kritisk legeringselement, der forbedrer hårdhed, slidbestandighed og korrosionsbestandighed af værktøjsstålrunde stænger. Det forbedrer også stålens hærdebarhed og sikrer en ensartet hårdhed på tværs af materialet under varmebehandling. Værktøjsstål med højere kromindhold, såsom D2 (Cold Work Tool Steel) og H13 (varmt arbejdsværktøjsstål), udviser fremragende modstand mod oxidation og korrosion, hvilket gør dem velegnet til koldformning og formfremstillingsanvendelser. Tilstedeværelsen af krom forbedrer også termisk træthedsmodstand, hvilket er afgørende for værktøjer, der udsættes for svingende temperaturer i operationer som støbning eller smedning.
Molybdæn forbedrer høj temperaturstyrke, slidstyrke og hærdet værktøjsstål. Ved at stabilisere stålens struktur ved forhøjede temperaturer sikrer molybdæn, at materialet bevarer sin styrke og sejhed, selv i ekstrem varme. Denne egenskab gør molybdæn-rige værktøjsstål som H11 og H13 ideel til die-casting og smedningsværktøjer, hvor de udsættes for høje temperaturer og stress. Molybdæn øger også modstanden mod termisk træthed, hvilket hjælper med at forhindre revner eller deformation under svingende varmeforhold. Som et resultat er det et vigtigt element i stål med varmt arbejdsværktøj, der bruges til støberier og metalbearbejdningsoperationer.
Vanadium bidrager til forbedret sejhed, slidstyrke og styrke i værktøjsstål. Det forbedrer kornstrukturen i stålet, hvilket gør det hårdere og mere modstandsdygtigt over for at bære under tunge belastninger eller højhastighedsoperationer. Vanadiumholdige værktøjsstål, såsom M2 (højhastighedsstål), bruges ofte til skæreværktøjer, øvelser og fræser, da de opretholder kantopbevaring og høj ydeevne under højhastighedsbearbejdning. Vanadium forbedrer også varmemodstanden for værktøjsstål, hvilket giver dem mulighed for at modstå de forhøjede temperaturer, der er stødt på i høje ydeevne påføringer som metalskæring og slibning.
Nikkel forbedrer sejhed og duktilitet, hvilket gør det muligt for værktøjsstål at absorbere påvirkning og modstå revner. Det forbedrer også korrosionsbestandighed, hvilket er fordelagtigt for værktøjer, der udsættes for fugt eller kemikalier. Værktøjsstål med højere nikkelindhold, såsom S7, bruges ofte i applikationer, der kræver chokbestandighed og evnen til at modstå stor indflydelse uden fiasko. Disse egenskaber gør nikkel-legeret værktøjsstål ideelle til presseværktøjer, hammere, slag og andre værktøjer udsat for dynamisk belastning og chok.
Wolfram føjes til værktøjsstål for at øge høj temperaturstyrke, hårdhed og slidstyrke. Det forbedrer værktøjsstålets evne til at opretholde ydeevne ved forhøjede temperaturer, hvilket er vigtigt for højhastighedsskæring og fræsningsoperationer. Værktøjsstål med wolfram, såsom T1 (højhastighedsstål), bruges i bearbejdningsværktøjer, hvor hurtig skæring genererer betydelig varme. Wolfram øger også modstanden mod slid og slid, hvilket gør den ideel til værktøjer, der bruges i applikationer med kontinuerlig højhastighedskontakt, som øvelser og savklinger.
