Cold-work steel 

Der Kohlenstoffgehalt von unlegierten Kaltarbeitsstählen liegt zwischen 0,45 % und 1,5 %. Weil sie beim Härten durch eine schnelle Abkühlung im Wasserbad nicht über den gesamten Querschnitt durchhärten, werden sie auch als Schalenhärter bezeichnet. Der verbleibende weiche und zähe Kern macht Werkzeuge aus unlegiertem Stahl perfekt für Anwendungen mit Schlagbeanspruchung. Die harte Randschicht gewährleistet hingegen einen hohen Verschleißwiderstand und eine gute Schnitthaltigkeit. Diese Voraussetzungen eignen sich beispielsweise für Handwerkzeuge oder Zangen.

Bei legiertem Kaltarbeitsstahl wird eine hohe Gesamtfestigkeit durch eine Feinabstimmung des Kohlenstoffgehalts angestrebt. Dazu werden dem Stahl Legierungselemente wie Chrom, Nickel, Silizium, Mangan, Molybdän, Vanadium oder Wolfram beigefügt. Die Höhe des Kohlenstoffgehalts entscheidet, welche Härte und Schneidfestigkeit durch eine Wärmebehandlung erzielt werden kann. Ziel ist die ideale Balance zwischen Härte und Zähigkeit für den jeweiligen Einsatzzweck.
 
Hochlegierter Kaltarbeitsstahl zeichnet sich durch hohe Verschleißfestigkeit und gute Druckfestigkeit aus. Niedriglegierter Kaltarbeitsstahl bietet durch einen geringeren Kohlenstoffanteil eine stärkere Zähigkeit sowie eine bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber Schlagbeanspruchung.
 
Legierter Kaltarbeitsstahl kommt unter anderem beim Stanzen, Schneiden, Biegen, Walzen und Prägen zum Einsatz. Man findet ihn zum Beispiel im Formenbau und Werkzeugbau, aber auch in der Lebensmittelindustrie.

Kaltarbeitsstahl findet breite Verwendung in unterschiedlichsten Bereichen. Nachfolgend einige Einsatzmöglichkeiten für legierte und unlegierte Kaltarbeitsstähle:
 

Die exakten Merkmale von Kaltarbeitsstählen hängen von der Zusammensetzung der Legierung und möglichen Wärmebehandlung ab. Sie können stark variieren. Verschiedene Sorten und Klassen von Kaltarbeitsstählen sind für jeweils spezielle Einsatzbereiche angepasst. Folgende Tabelle gibt einen allgemeinen Überblick über die gemeinsamen Eigenschaften von Kaltarbeitsstählen. 

Um Kaltarbeitsstahl auf seinen jeweiligen Einsatzzweck vorzubereiten, ist eine entsprechende Wärmebehandlung notwendig. Die richtigen Paramater der Wärmebehandlung sind dabei genauso wichtig wie die Zusammensetzung des Kaltbearbeitungsstahls. 

Bei der Herstellung von Kaltarbeitsstahl erfolgt in der Regel bereits im Werk ein Soft annealing, um das ideale Gefüge für eine Härtung zu gewährleisten. Zudem bietet sich ein stress-free annealing an, um Spannungen abzubauen, die bei der spanenden oder spanlosen Bearbeitung des Werkstücks entstanden sind. Das ist vor allem für unregelmäßige Bauteilgeometrien relevant, um eine hohe Maßhaltigkeit des fertigen Bauteils sicherzustellen. Zudem wird einer späteren Formänderung durch Wärmeeinwirkung entgegengewirkt. 

Beim Spannungsarmglühen wird der Kaltarbeitsstahl über mehrere Stunden zum Annealing gebracht, bei Temperaturen zwischen 580°C und 650 °C. Danach folgt ein langsamer Abkühlvorgang im Ofen. Dieser Schritt erfolgt in der Regel vor der letzten mechanischen Bearbeitung.