เหล็กกล้าเครื่องมือเป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติทางกลที่ทำให้เป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับเครื่องมือ เหล็กกล้าเครื่องมือนั้นมีความสำคัญต่อความแข็งความสามารถในการยึดคมหรือความต้านทานต่อความเสียหายจากการเสียดสีและการเสียรูป มีจำนวนของโลหะผสมและเหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งมักจะทำผ่านผลิตภัณฑ์ของการรักษาความร้อนและการดับที่เหมาะสำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือ เหล็กกล้าเครื่องมือทำขึ้นในหลายเกรดและสามารถใช้ทำเครื่องมือต่าง ๆ เช่นปั๊มดายอุปกรณ์ก่อสร้างและแกน นอกเหนือจากการสร้างเครื่องมือแล้วยังใช้ในงานอื่น ๆ ที่ต้องการวัสดุที่มีคุณสมบัติเชิงกลของเหล็กกล้าเครื่องมือ
เหล็กกล้าเครื่องมือที่แตกต่างกันนั้นมักจะถูกจำแนกตามระบบที่เรียกว่า SAE หรือเกรดเหล็ก AISI / SAE ซึ่งสร้างโดยสมาคมวิศวกรยานยนต์ (ปัจจุบันคือ SAE International) และ American Iron and Steel Institute มันจัดประเภทเหล็กแต่ละประเภทด้วยตัวอักษรที่ระบุคุณสมบัติหรือวิธีการผลิตเช่นเกรด W สำหรับเหล็กชุบแข็งน้ำหรือเกรด S สำหรับเหล็กทนต่อแรงกระแทก เหล็กแต่ละประเภทภายในหมวดหมู่กว้าง ๆ เหล่านี้จะได้รับหมายเลขบุคคลที่ตามตัวอักษร
เหล็กกล้าเครื่องมือรูปแบบที่พบมากที่สุดคือเกรด W ซึ่งเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนที่ได้รับความนิยมเนื่องจากต้นทุนต่ำ เหล็กเกรด W บางประเภทรวมถึงซิลิคอนโมลิบดีนัมหรือแมงกานีสเพื่อเพิ่มความเหนียวของเหล็ก มันถูกเรียกว่าการชุบแข็งด้วยน้ำเนื่องจากมีการใช้น้ำในระหว่างการชุบซึ่งเป็นขั้นตอนหนึ่งในกระบวนการผลิตของเหล็กหลายชนิดซึ่งเหล็กร้อนจะลดอุณหภูมิลงอย่างรวดเร็ว เหล็กกล้าเครื่องมือเกรด W นั้นแข็ง แต่มีแนวโน้มที่จะเปราะบางและทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า 302 ° F (150 ° C) ได้ดี เหล็กกล้าเครื่องมือเกรด W มักใช้ทำใบมีดเช่นใบมีดตัดและมีดโกน ชิ้นส่วนเครื่องจักรสำหรับเครื่องจักรที่ไม่พบหรือผลิตที่อุณหภูมิสูง และเครื่องมือต่าง ๆ เช่นค้อนสว่านและสิ่ว
เกรด A, O และ D เป็นเหล็กที่ผลิตโดยงานเย็นซึ่งเป็นกระบวนการที่เหล็กกล้าถูกทำให้เกิดความเครียดทางกลจนกระทั่งมันผ่านการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกการเปลี่ยนแปลงถาวรในโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก กระบวนการนี้จะเพิ่มความต้านทานแรงดึงและความแข็งของเหล็กในขณะที่ลดความเหนียวของเหล็กและรูปแบบที่เป็นผลลัพธ์ของเหล็กมักถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์เช่นใบมีดและเครื่องมือกล เหล็กเกรด O เป็นน้ำมันชุบแข็งในขณะที่เกรด A มีอากาศผ่านกรรมวิธีซึ่งทำให้เกิดความผิดเพี้ยนของเหล็กน้อยกว่าการชุบน้ำ เหล็กเกรด D มีโครเมียมจำนวนมากซึ่งประกอบด้วยร้อยละ 10 ถึง 18 ของโลหะผสม นอกจากโครเมียม A-, O- และ D- เกรดเหล็กมักจะผสมกับโลหะอื่น ๆ รวมถึงแมงกานีสทังสเตนและวาเนเดียมและมีอโลหะเช่นกำมะถันและฟอสฟอรัส
เหล็กเกรด H เป็นเหล็กกล้าเครื่องมือทำงานร้อนที่สร้างขึ้นโดยการทำให้พลาสติกเสียรูปในเหล็กผ่านการสัมผัสเป็นเวลานานถึงอุณหภูมิสูง เหล็กเหล่านี้มีความแข็งแรงและความแข็งสูง แต่การเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากกระบวนการทำความเย็นและการหดตัวทางความร้อนทำให้เหล็กเหล่านี้มีความเหมาะสมน้อยกว่าเหล็กกล้าที่ทำงานเย็นสำหรับการใช้งานที่มีความทนทานต่อวิศวกรรมที่เข้มงวดมาก โครเมียมทังสเตนและโมลิบดีนัมเป็นธาตุผสมทั่วไปในเหล็กกล้าของเกรดนี้
เกรด T และ M เป็นเหล็กความเร็วสูงชนิดหนึ่งซึ่งโดดเด่นด้วยความสามารถในการรักษาความแข็งสูงที่อุณหภูมิสูง คุณสมบัตินี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานกับเครื่องมือตัดกลึงและปั๊มขึ้นรูปซึ่งทนต่อความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานทำให้สามารถทำงานที่ความเร็วสูงกว่าเหล็กกล้าอื่น ๆ เหล็กเกรด T นั้นมีชื่อเป็นทังสเตนสูงในขณะที่เหล็กเกรด M นั้นมีโมลิบดีนัมในปริมาณสูง องค์ประกอบการผสมเพิ่มเติมทั่วไปในเหล็กเหล่านี้รวมถึงวานาเดียมโครเมียมและโคบอลต์
เหล็กเกรด S เป็นเหล็กกล้าเครื่องมือที่มีความโดดเด่นด้วยความต้านทานการกระแทกสูง พวกเขามีคาร์บอนน้อยกว่าโลหะผสมเหล็กอื่น ๆ ซึ่งลดความต้านทานต่อการเสียดสี แต่เพิ่มความทนทานของพวกเขา เหล็กเกรด S ถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นแม่แรงที่ต้องทนต่อแรงกระแทกอย่างหนัก
เหล็กกล้าเครื่องมือบางเกรดมีคุณสมบัติหรือวัตถุประสงค์เฉพาะอย่างมาก เหล็กเกรด F เป็นเหล็กกล้าชุบแข็งชนิดหนึ่งเช่นเหล็กเกรด W แต่มีความทนทานต่อการสึกหรอดีเยี่ยม เหล็กเกรด P หรือเหล็กแม่พิมพ์พลาสติกใช้ในการฉีดขึ้นรูปและเครื่องหล่อแบบ เหล็กเกรดพิเศษเกรดต่ำหรืออัลลอยด์ L เป็นเหล็กที่มีความเหนียวมากซึ่งมีวัสดุผสมเพียงเล็กน้อยและมีปริมาณเหล็กสูงมาก
