Stål er i de mest grunnleggende termer raffinert elementært jern blandet med karbon for å danne et sterkere materiale. Imidlertid er det tusenvis av forskjellige former for stål, ettersom det er en kjemisk prosess med dusinvis av mulige kjemikalier tilsatt for spesifikke egenskaper. Til tross for det brede spekteret av forskjellige sammensetninger, kan stål kategoriseres i en av tre grunnleggende familier: rustfritt stål, verktøystål og mildt eller lite karbonstål.
På støperiet blir forskjellige kjemikalier tilsatt stål for spesifikke egenskaper.Kjemi
Den mest definerende forskjellen mellom verktøy, mildt og rustfritt stål er den kjemiske sammensetningen av stålet. Generelt er milde stål enkle stål med svært få elementære tilsetningsstoffer. Verktøystål er skreddersydd for spesifikke egenskaper ved bruk av flere tilsetningsstoffer, og rustfritt stål har veldig store konsentrasjoner av ett eller to elementer. Karbon er kanskje det mest kritiske kjemiske tilsetningsstoffet, siden det direkte bestemmer herdbarheten til stål. Mildt stål inneholder vanligvis mindre enn 1 prosent karbon per masse; verktøystål kan inneholde opptil 15 prosent eller mer karbon, i likhet med rustfritt stål. Rustfritt stål inneholder opptil 20 prosent krom og relativt høye konsentrasjoner av nikkel, kjemikalier som vanligvis ikke er tilsatt mildt eller verktøystål. Verktøystål kan inneholde flere tilsetningsstoffer i spormengder eller i høyere konsentrasjoner. Disse elementene bestemmer spesifikke fysiske og mekaniske egenskaper.
Fysiske egenskaper
Stålets fysiske egenskaper bestemmes av kjemien. Generelt har milde stål moderat seighet og er ganske enkle å sveise på grunn av sin enkle sammensetning, men er utsatt for korrosjon. Rustfritt stål og moderat til vanskelig å sveise på grunn av deres komplekse sammensetning, men er veldig motstandsdyktig mot korrosjon. Verktøystål har utmerket maskinbarhet, herdbarhet og slitestyrke, men kan være utsatt for korrosjon.
Herdbarhet
Herdbarheten, eller evnen til å gjøre stål fra formbart til hardt, bestemmes av karboninnholdet, og i mindre grad sporstoffer. Som regel er milde stål generelt ikke i stand til å bli herdet, siden de inneholder så lite karbon. Noen rustfrie stål kan herdes, men ikke alle former for rustfritt stål har denne evnen. Nesten alle verktøystål kan herdes, men ved bruk av forskjellige medier. Noen må slukkes i olje eller vann for å bli herdet ordentlig, mens andre er i stand til å herde i luften etter riktig varmebehandling.
Bruker
Mildt stål er vanligvis de billigste stålene, og de som er laget i størst overflod. De brukes som konstruksjonsmaterialer, og som ark i byggevirksomhet. Rustfritt stål brukes i ferdige produkter, som matserveringsmateriell eller som kledning, der korrosjonsbestandighet er nødvendig. Verktøystål brukes nesten utelukkende i maskinering og verktøy, selv om noe bestikk også er laget av visse kvaliteter.
