Työkaluteräs on terästyyppi, jolla on mekaanisia ominaisuuksia, jotka tekevät siitä halutun materiaalin työkaluille. Työkaluteräkset ovat huomionarvoisia kovuudestaan, kyvystään pitää terävää reunaa tai kulutuskestävyydestä ja muodonmuutoksista. Työkaluteräksiksi soveltuvia lejeerinki- ja hiiliteräksiä on useita, jotka on yleensä valmistettu lämpökäsittely- ja sammutustuotteista. Työkaluterästä valmistetaan monissa eri luokissa, ja siitä voidaan valmistaa työkaluja, kuten leimausmuotteja, rakennuskoneita ja kirveitä. Työkalujen valmistuksen lisäksi sitä käytetään myös muissa sovelluksissa, joissa vaaditaan materiaaleja, joilla on työkaluteräksen mekaaniset ominaisuudet.
Työkaluteräksen eri laadut luokitellaan usein SAE -teräslaatuiksi tai AISI/SAE -teräslajeiksi kutsutun järjestelmän mukaan, jonka ovat luoneet Society of Automotive Engineers (nykyinen SAE International) ja American Iron and Steel Institute. Se luokittelee jokaisen terästyypin kirjaimella, joka osoittaa sen ominaisuudet tai valmistusmenetelmän, kuten W-luokka vesikarkaistulle teräkselle tai S-luokka iskunkestäville teräksille. Kukin terästyyppi näissä laajoissa luokissa saa sitten yksilöllisen numeron, joka seuraa kirjainta.
Yleisin työkaluteräksen muoto on W-luokka, hiiliteräksen muoto, joka on suosittu alhaisen hinnan vuoksi. Joissakin W-luokan teräksissä on myös piitä, molybdeeniä tai mangaania teräksen sitkeyden lisäämiseksi. Sitä kutsutaan vesikovetetuksi, koska vettä käytetään sammutuksen aikana, joka on vaihe monien terästen tuotantoprosessissa, jossa kuumennetun teräksen lämpötila laskee nopeasti. W-luokan työkaluteräs on kovaa, mutta yleensä haurasta eikä kestä hyvin yli 302 ° C (150 ° F) lämpötiloja. W-luokan työkaluteräksiä käytetään yleisesti terien, kuten leikkausterien ja partakoneiden, valmistukseen; koneiden osat koneisiin, jotka eivät kohtaa tai aiheuta korkeita lämpötiloja; ja työkalut, kuten vasarat, porat ja taltat.
A-, O- ja D-asteet ovat teräksiä, jotka on valmistettu kylmäkäsittelyllä, jossa teräs altistuu mekaaniselle rasitukselle, kunnes se muovautuu, mikä on pysyvä muutos teräksen mikrorakenteessa. Tämä prosessi lisää teräksen vetolujuutta ja kovuutta samalla, kun se alentaa sen taipuisuutta, ja tuloksena olevia teräksen muotoja käytetään yleisesti esimerkiksi teriin ja työstökoneisiin. O-teräs on öljykarkaistua, kun taas A-luokka on ilmakarkaistua. Menetelmät aiheuttavat teräksessä vähemmän vääristymiä kuin veden kovettuminen. D-luokan teräs sisältää suuren määrän kromia, joka muodostaa 10-18 prosenttia seoksesta. Kromin lisäksi A-, O- ja D-luokan teräkset seostetaan usein muiden metallien kanssa, mukaan lukien mangaani, volframi ja vanadiini, ja ei-metallien, kuten rikin ja fosforin kanssa.
H-luokan teräs on kuumaterästyökaluteräs, joka on luotu aiheuttamalla muovin muodonmuutoksia teräksessä pitkäaikaisessa altistumisessa korkeille lämpötiloille. Näillä teräksillä on suuri lujuus ja kovuus, mutta jäähdytys- ja lämpökutistumisprosessin pienet vääristymät tekevät niistä vähemmän sopivia kuin kylmämuovausteräs sovelluksiin, joissa tekniset toleranssit ovat erittäin tiukat. Kromi, volframi ja molybdeeni ovat yleisiä seosaineita tämän luokan teräksissä.
T- ja M-lajit ovat nopean teräksen tyyppejä, jotka erottuvat kyvystään säilyttää korkea kovuus korkeissa lämpötiloissa. Tämän ominaisuuden ansiosta se soveltuu hyvin käytettäväksi moottorikäyttöisissä leikkuutyökaluissa ja leimausmuotteissa, joissa sen kestävyys kitkan tuottamaa lämpöä vastaan mahdollistaa sen työskentelyn suuremmilla nopeuksilla kuin muut teräkset. T-luokan teräs on nimetty korkeasta volframipitoisuudestaan, kun taas M-luokan teräs sisältää suuren määrän molybdeeniä. Näissä teräksissä yleisiä seosaineita ovat vanadiini, kromi ja koboltti.
S-luokan teräkset ovat työkaluteräksiä, jotka erottuvat korkeasta iskunkestävyydestään. Niissä on vähemmän hiiltä kuin muissa terässeoksissa, mikä vähentää niiden kulutuskestävyyttä mutta lisää niiden sitkeyttä. S-luokan terästä käytetään laitteissa, kuten vasarat, joiden on kestettävä raskaita iskuja.
Joillakin teräslajeilla on hyvin erityisiä ominaisuuksia tai tarkoituksia. F-teräs on eräänlainen vedenkarkaistu teräs, kuten W-luokan teräs, mutta sillä on erinomainen kulutuskestävyys. P-luokan terästä tai muovimuototerästä käytetään ruiskupuristus- ja painevalukoneissa. L-luokka tai heikosti seostettu erikoisteräs on erittäin kova terästyyppi, jossa on vähän seosaineita ja erittäin suuri rautapitoisuus.