L’acciaio per utensili è un tipo di acciaio con proprietà meccaniche che lo rendono un materiale desiderabile per gli utensili. Gli acciai per utensili sono degni di nota per la loro durezza, capacità di trattenere un bordo tagliente o resistenza ai danni da abrasione e deformazione. Ci sono un certo numero di acciai legati e al carbonio, solitamente realizzati attraverso un prodotto di trattamento termico e tempra, che sono adatti come acciai per utensili. L’acciaio per utensili è prodotto in molti gradi diversi e può essere utilizzato per realizzare strumenti come stampi per stampaggio, attrezzature per l’edilizia e assi. Oltre alla realizzazione di utensili, viene utilizzato anche in altre applicazioni che richiedono materiali con proprietà meccaniche dell’acciaio per utensili.
I diversi gradi di acciaio per utensili sono spesso classificati secondo un sistema chiamato gradi di acciaio SAE o gradi di acciaio AISI/SAE, creato dalla Society of Automotive Engineers (ora SAE International) e dall’American Iron and Steel Institute. Classifica ogni tipo di acciaio con una lettera che ne indica le proprietà o il metodo di produzione, come il grado W per l’acciaio temprato ad acqua o il grado S per gli acciai resistenti agli urti. Ogni tipo di acciaio all’interno di queste ampie categorie riceve quindi un numero individuale che segue la lettera.
La forma più comune di acciaio per utensili è il grado W, una forma di acciaio al carbonio popolare grazie al suo basso costo. Alcuni tipi di acciaio di grado W includono anche silicio, molibdeno o manganese per aumentare la tenacità dell’acciaio. Si chiama indurito ad acqua perché l’acqua viene utilizzata durante la tempra, una fase del processo di produzione di molti acciai in cui l’acciaio riscaldato viene rapidamente ridotto di temperatura. L’acciaio per utensili di grado W è duro, ma tende a essere fragile e non resiste bene a temperature superiori a 302 ° F (150° C). Gli acciai per utensili di grado W sono comunemente usati per realizzare lame come lame da taglio e rasoi; parti di macchine per macchine che non incontrano o producono alte temperature; e strumenti come martelli, trapani e scalpelli.
I gradi A, O e D sono acciai prodotti per lavorazione a freddo, un processo in cui l’acciaio è sottoposto a stress meccanico fino a quando non subisce una deformazione plastica, un cambiamento permanente nella microstruttura dell’acciaio. Questo processo aumenta la resistenza alla trazione e la durezza dell’acciaio riducendone la duttilità e le forme di acciaio risultanti sono comunemente utilizzate per scopi come lame e macchine utensili. L’acciaio di grado O è temprato ad olio mentre il grado A è temprato ad aria, metodi che producono meno distorsione nell’acciaio rispetto all’indurimento ad acqua. L’acciaio di grado D contiene una grande quantità di cromo, che compone dal 10 al 18 percento della lega. Oltre al cromo, gli acciai di grado A, O e D sono spesso legati con altri metalli, inclusi manganese, tungsteno e vanadio, e con non metalli come zolfo e fosforo.
L’acciaio H è un acciaio per utensili per la lavorazione a caldo, creato causando la deformazione plastica dell’acciaio attraverso l’esposizione prolungata alle alte temperature. Questi acciai hanno un’elevata resistenza e durezza, ma lievi distorsioni dovute al processo di raffreddamento e contrazione termica li rendono meno adatti rispetto agli acciai per lavorazione a freddo per applicazioni con tolleranze tecniche molto strette. Cromo, tungsteno e molibdeno sono comuni elementi di lega negli acciai di questo grado.
I gradi T e M sono tipi di acciaio rapido, che si distingue per la sua capacità di mantenere un’elevata durezza alle alte temperature. Questa proprietà lo rende adatto all’uso in utensili da taglio motorizzati e stampi per tranciatura, dove la sua resistenza al calore prodotto dall’attrito gli consente di lavorare a velocità più elevate rispetto ad altri acciai. L’acciaio di grado T prende il nome dal suo alto contenuto di tungsteno, mentre l’acciaio di grado M contiene un’elevata quantità di molibdeno. Ulteriori elementi di lega comuni in questi acciai includono vanadio, cromo e cobalto.
Gli acciai di grado S sono acciai per utensili caratterizzati da un’elevata resistenza agli urti. Hanno meno carbonio rispetto ad altre leghe di acciaio, il che diminuisce la loro resistenza all’abrasione ma ne aumenta la tenacità. L’acciaio di grado S viene utilizzato in attrezzature come i martelli pneumatici che devono essere in grado di resistere a forti impatti.
Alcuni tipi di acciaio per utensili hanno caratteristiche o scopi molto specifici. L’acciaio di grado F è un tipo di acciaio temprato all’acqua, come l’acciaio di grado W, ma ha una resistenza all’usura superiore. L’acciaio di grado P, o acciaio per stampi in plastica, viene utilizzato nelle macchine per lo stampaggio a iniezione e la pressofusione. L-grade, o acciaio per usi speciali a bassa lega, è un tipo di acciaio molto duro che ha poco materiale legante e un contenuto di ferro molto elevato.