Kandungan karbon adalah faktor utama dalam menentukan kekerasan, kekuatan, dan ketahanan aus alat bundar baja alat . Baja alat dengan kandungan karbon yang lebih tinggi, biasanya sekitar 0,5% hingga 1,5%, lebih sulit dan lebih tahan terhadap keausan, membuatnya ideal untuk alat pemotongan, cetakan, dan mati. Baja karbon tinggi, seperti D2 dan O1, banyak digunakan untuk aplikasi kerja dingin di mana kekerasan adalah yang terpenting. Namun, peningkatan kandungan karbon dapat menyebabkan berkurangnya ketangguhan, yang membuat baja karbon rendah lebih cocok untuk menempa mati atau alat pers, di mana ketahanan terhadap dampak lebih penting daripada kekerasan. Misalnya, baja pahat S7 sering digunakan untuk alat yang perlu menahan dampak berat.
Chromium adalah elemen paduan kritis yang meningkatkan kekerasan, ketahanan aus, dan ketahanan korosi batang bundar baja pahat. Ini juga meningkatkan keterkaitan baja, memastikan kekerasan seragam di seluruh material selama perlakuan panas. Baja pahat dengan kandungan kromium yang lebih tinggi, seperti D2 (baja alat kerja dingin) dan H13 (baja alat kerja panas), menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap oksidasi dan korosi, membuatnya cocok untuk aplikasi pembentukan dingin dan pembuatan cetakan. Kehadiran kromium juga meningkatkan resistensi kelelahan termal, yang sangat penting untuk alat yang mengalami suhu berfluktuasi dalam operasi seperti casting atau forging.
Molybdenum meningkatkan kekuatan suhu tinggi, ketahanan aus, dan hardenability baja pahat. Dengan menstabilkan struktur baja pada suhu tinggi, molibdenum memastikan bahwa bahan mempertahankan kekuatan dan ketangguhannya, bahkan dalam panas ekstrem. Properti ini membuat baja alat kaya molibdenum seperti H11 dan H13 ideal untuk alat casting dan penempaan die, di mana mereka terpapar suhu dan stres yang tinggi. Molibdenum juga meningkatkan resistensi terhadap kelelahan termal, yang membantu mencegah retak atau deformasi dalam kondisi panas yang berfluktuasi. Akibatnya, ini adalah elemen penting dalam baja alat kerja panas yang digunakan untuk pengecoran dan operasi pengerjaan logam.
Vanadium berkontribusi pada peningkatan ketangguhan, ketahanan aus, dan kekuatan pada baja alat. Ini memperbaiki struktur butir baja, membuatnya lebih tangguh dan lebih tahan untuk dipakai di bawah beban berat atau operasi berkecepatan tinggi. Baja alat yang mengandung vanadium, seperti M2 (baja berkecepatan tinggi), biasanya digunakan untuk alat pemotong, bor, dan pemotong penggilingan, karena mereka mempertahankan retensi tepi dan kinerja tinggi selama pemesinan berkecepatan tinggi. Vanadium juga meningkatkan ketahanan panas baja pahat, memungkinkan mereka untuk menahan suhu tinggi yang dihadapi dalam aplikasi kinerja tinggi seperti pemotongan dan penggilingan logam.
Nikel meningkatkan ketangguhan dan keuletan, memungkinkan baja pahat untuk menyerap dampak dan menahan retak. Ini juga meningkatkan resistensi korosi, yang bermanfaat untuk alat yang terpapar kelembaban atau bahan kimia. Baja alat dengan kandungan nikel yang lebih tinggi, seperti S7, biasanya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan guncangan dan kemampuan untuk menahan dampak berat tanpa kegagalan. Karakteristik ini membuat baja alat nikel-nikel ideal untuk alat pers, palu, pukulan, dan alat lain yang terpapar pemuatan dan guncangan yang dinamis.
Tungsten ditambahkan ke baja pahat untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan, dan ketahanan aus yang tinggi. Ini meningkatkan kemampuan alat baja untuk mempertahankan kinerja pada suhu tinggi, yang sangat penting untuk operasi pemotongan dan penggilingan berkecepatan tinggi. Baja pahat dengan tungsten, seperti T1 (baja berkecepatan tinggi), digunakan dalam alat pemesinan di mana pemotongan cepat menghasilkan panas yang substansial. Tungsten juga meningkatkan resistensi terhadap abrasi dan keausan, membuatnya ideal untuk alat yang digunakan dalam aplikasi dengan kontak berkecepatan tinggi yang berkelanjutan, seperti bor dan bilah gergaji.
