O aço ferramenta é um tipo de aço com propriedades mecânicas que o tornam um material desejável para ferramentas. Os aços para ferramentas são conhecidos por sua dureza, capacidade de manter uma aresta afiada ou resistência a danos por abrasão e deformação. Existem vários aços-carbono e ligas, geralmente feitos por tratamento térmico e têmpera, que são adequados como aços-ferramenta. O aço para ferramentas é feito em muitos graus diferentes e pode ser usado para fazer ferramentas como matrizes de estampagem, equipamentos de construção e fusos. Além da fabricação de ferramentas, também é utilizado em outras aplicações que requerem materiais com propriedades mecânicas de aço ferramenta.
Os diferentes graus de aço para ferramentas são freqüentemente classificados de acordo com um sistema chamado graus de aço SAE ou graus de aço AISI/SAE, criado pela Society of Automotive Engineers (agora SAE International) e pelo American Iron and Steel Institute. Classifica cada tipo de aço com uma letra indicando suas propriedades ou método de produção, como grau W para aços endurecidos em água ou grau S para aços resistentes a choques. Cada tipo de aço dentro dessas amplas categorias recebe um número individual que segue a letra.
A forma mais comum de aço para ferramentas é o grau W, uma forma de aço carbono popular devido ao seu baixo custo. Alguns tipos de aço grau W também incluem silício, molibdênio ou manganês para aumentar a tenacidade do aço. É chamado de endurecimento com água porque a água é usada durante a têmpera, uma etapa no processo de produção de muitos aços em que o aço aquecido é rapidamente reduzido em temperatura. O aço para ferramentas grau W é duro, mas tende a ser quebradiço e não resiste bem a temperaturas acima de 302°F (150°C). Os aços para ferramentas de grau W são comumente usados para fazer lâminas, como lâminas de cisalhamento e navalhas; peças de máquinas para máquinas que não encontram ou produzem altas temperaturas; e ferramentas como martelos, furadeiras e cinzéis.
Os graus A, O e D são aços produzidos por trabalho a frio, processo no qual o aço é submetido a tensões mecânicas até sofrer deformação plástica, uma alteração permanente na microestrutura do aço. Esse processo aumenta a resistência à tração e a dureza do aço, reduzindo sua ductilidade, e as formas de aço resultantes são comumente usadas para fins como lâminas e máquinas-ferramentas. O aço grau O é endurecido com óleo, enquanto o grau A é endurecido ao ar, métodos que produzem menos distorção no aço do que o endurecimento com água. O aço grau D contém uma grande quantidade de cromo, que representa de 10 a 18 por cento da liga. Além do cromo, os aços de grau A, O e D são frequentemente ligados com outros metais, incluindo manganês, tungstênio e vanádio, e com não-metais, como enxofre e fósforo.
O aço grau H é um aço para ferramentas de trabalho a quente, criado ao causar deformação plástica no aço por meio de exposição prolongada a altas temperaturas. Esses aços têm alta resistência e dureza, mas pequenas distorções do processo de têmpera e contração térmica os tornam menos adequados do que o aço para trabalho a frio para aplicações com tolerâncias de engenharia muito rígidas. Cromo, tungstênio e molibdênio são elementos de liga comuns em aços deste grau.
Os graus T e M são tipos de aço rápido, diferenciados por sua capacidade de reter alta dureza em altas temperaturas. Essa propriedade o torna altamente adequado para uso em ferramentas de corte motorizadas e matrizes de estampagem, onde sua resistência ao calor por fricção permite que ele trabalhe em velocidades mais altas do que outros aços. O aço de grau T é nomeado por seu alto teor de tungstênio, enquanto o aço de grau M contém uma grande quantidade de molibdênio. Elementos de liga adicionais comuns nesses aços incluem vanádio, cromo e cobalto.
Os aços grau S são aços para ferramentas que se distinguem por sua alta resistência ao choque. Eles têm menos carbono do que outras ligas de aço, o que diminui sua resistência à abrasão, mas aumenta sua tenacidade. O aço grau S é utilizado em equipamentos como britadeiras que devem ser capazes de resistir a altos impactos.
Alguns tipos de aço para ferramentas têm características ou finalidades muito especializadas. O aço grau F é um tipo de aço temperado com água, como o aço grau W, mas possui resistência superior ao desgaste. O aço grau P, ou aço para moldes de plástico, é usado em máquinas de moldagem por injeção e fundição sob pressão. O grau L, ou aço de baixa liga para fins especiais, é um tipo de aço muito forte que possui pouco material de liga e um teor de ferro muito alto.