Thép hợp kim dụng cụ đặc biệt, hay còn gọi là thép cắt tốc độ cao (HSS), là thép hợp kim cao của các nguyên tố hợp kim chính như vonfram hoặc molipden và một số nguyên tố khác như crom, vanadi, coban,... làm tăng khả năng của dụng cụ lên rất nhiều: có khả năng tơi với độ sâu khác nhau, chịu mài mịn tốt. Bởi vì nó có độ dẻo và độ bền cao cho nên chịu va đập tốt, do vậy rất thích hợp cho các loại dụng cụ có góc trước dương. Nó vẫn duy trì được độ cứng ở nhiệt độ khoảng 600oC.
Có hai dạng cơ bản của thép hợp kim cao, đó là nhóm M (ngun tố hợp kim chính là molipden) và nhóm T (ngun tố hợp kim chính là vonfram).
Nhóm M chứa tới 10% mơlipden và ngồi ra cịn có crom, vanadin, vonfram và coban. Nhóm T chứa đến 18% vonfram và các nguyên tố hợp kim khác như crom, vanadi, coban. Nhóm T thường được gọi là thép gió.
Nhóm M có độ chịu mài mịn cao hơn nhóm T nhưng chịu xoắn kém hơn khi gia cơng nhiệt (khó tơi–ram hơn nhóm T) và giá thành rẻ hơn nhóm T.
Thép cắt tốc độ cao được dùng rộng rãi cho các nguyên cơng địi hỏi dụng cụ có hình dạng phức tạp như mũi khoan, mũi doa, tarô–bàn ren và dụng cụ cắt răng.
Các loại của chúng được cho trên bảng 2.1.
Bảng 2.1 Các loại thép hợp kim đặc biệt (HSS), [5]
Loại Thành phần hóa học (%) ISO AISI C Co Cr Mo V W S1 T1 0,78 4,0 1,1 18,0 S2 M7 1,00 4,0 2,0 1,8 S3 M1 0,82 4,0 1,2 1,7 S4 M2 0,87 4,0 2,0 6,2 S5 M32 1,23 4,0 5,0 3,0 6,2 S6 T6 0,80 10,0 4,0 1,6 18,0 S7 T4 0,80 5,0 4,0 0,9 1,4 18,0 S8 M36 0,90 5,0 4,0 5,0 2,0 6,2 S9 T15 1,53 5,0 4,0 0,9 5,2 12,3 S10 1,28 10,0 4,0 3,6 3,3 9,5 S11 M42 1,13 8,0 4,0 9,5 1,2 1,6 S12 M41 1,13 5,0 4,0 3,9 2,0 6,9
Thép cắt tốc độ cao được phát triển mạnh mẽ và được cải tiến không ngừng. Nhóm M bắt đầu thay thế nhóm T trong những năm của thập niên 40. Trong thập niên 60, người ta có xu hướng tăng thành phần cacbon trong thép và dùng thêm coban. Trong thập niên 70 thép hợp kim bột xuất hiện với độ dai được cải thiện.