La teneur en carbone est un facteur principal pour déterminer la dureté, la résistance et la résistance à l'usure de Barres rondes en acier à outils . Les aciers à outils avec une teneur en carbone plus élevée, généralement d'environ 0,5% à 1,5%, sont plus difficiles et plus résistants à l'usure, ce qui les rend idéaux pour couper des outils, des moules et des matrices. Des aciers à carbone élevé, comme D2 et O1, sont largement utilisés pour les applications de travail à froid où la dureté est primordiale. Cependant, une augmentation de la teneur en carbone peut entraîner une réduction de la ténacité, ce qui rend les aciers en carbone plus faible plus appropriés pour forger des matrices ou des outils de presse, où la résistance à l'impact est plus importante que la dureté. Par exemple, l'acier à outils S7 est souvent utilisé pour les outils qui doivent résister à de lourds impacts.
Le chrome est un élément d'alliage critique qui améliore la dureté, la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion des barres rondes en acier à outils. Il améliore également la durabilité de l'acier, garantissant une dureté uniforme à travers le matériau pendant le traitement thermique. Les aciers à outils avec une teneur en chrome plus élevée, tels que D2 (acier à outils de travail à froid) et H13 (acier à outils à outil à chaud), présentent une excellente résistance à l'oxydation et à la corrosion, ce qui les rend adaptés aux applications de formation à froid et de fabrication de moisissures. La présence de chrome améliore également la résistance à la fatigue thermique, qui est cruciale pour les outils soumis à des températures fluctuantes dans des opérations comme la coulée ou la forge.
Le molybdène améliore la résistance à haute température, la résistance à l'usure et la durabilité de l'acier à outils. En stabilisant la structure de l'acier à des températures élevées, le molybdène garantit que le matériau conserve sa résistance et sa ténacité, même en chaleur extrême. Cette propriété rend les aciers à outils riches en molybdène comme H11 et H13 idéaux pour les outils de casting et de forgeage, où ils sont exposés à des températures élevées et à des stress. Le molybdène augmente également la résistance à la fatigue thermique, ce qui aide à prévenir les fissures ou la déformation dans des conditions de chaleur fluctuantes. En conséquence, il s'agit d'un élément essentiel des aciers à outils de travail à chaud utilisés pour les fonderies et les opérations de travail des métaux.
Le vanadium contribue à l'amélioration de la ténacité, de la résistance à l'usure et de la force dans les aciers à outils. Il affine la structure des grains de l'acier, ce qui le rend plus difficile et plus résistant à l'usure sous des charges lourdes ou des opérations à grande vitesse. Les aciers à outils contenant du vanadium, tels que M2 (acier à grande vitesse), sont couramment utilisés pour les outils de coupe, les forets et les fraises, car ils maintiennent la rétention des bords et les performances élevées lors de l'usinage à grande vitesse. Le vanadium améliore également la résistance à la chaleur des aciers à outils, ce qui leur permet de résister aux températures élevées rencontrées dans des applications haute performance comme la coupe et le broyage des métaux.
Le nickel améliore la ténacité et la ductilité, permettant à l'outil d'acier d'absorber l'impact et de résister à la fissuration. Il améliore également la résistance à la corrosion, ce qui est bénéfique pour les outils exposés à l'humidité ou aux produits chimiques. Les aciers à outils avec un contenu en nickel plus élevé, tel que S7, sont couramment utilisés dans les applications nécessitant une résistance aux chocs et la capacité de résister à un impact intense sans échec. Ces caractéristiques font des aciers à outils alliés en nickel idéaux pour les outils de presse, les marteaux, les coups de poing et d'autres outils exposés à la charge dynamique et au choc.
Le tungstène est ajouté aux aciers à outils pour augmenter la résistance, la dureté et la résistance à l'usure à haute température. Il améliore la capacité de l'outil d'acier à maintenir les performances à des températures élevées, ce qui est essentiel pour les opérations de coupe et de fraisage à grande vitesse. Les aciers à outils avec du tungstène, tels que T1 (acier à grande vitesse), sont utilisés dans les outils d'usinage où la coupe rapide génère une chaleur substantielle. Le tungstène augmente également la résistance à l'abrasion et à l'usure, ce qui le rend idéal pour les outils utilisés dans les applications avec un contact continu à grande vitesse, comme des exercices et des lames de scie.
