Orodno jeklo je vrsta jekla z mehanskimi lastnostmi, zaradi katerih je zaželen material za orodja. Orodna jekla so omembe vredna zaradi svoje trdote, sposobnosti zadrževanja ostrega roba ali odpornosti na poškodbe zaradi obrabe in deformacije. Obstajajo številna legirana in ogljikova jekla, običajno izdelana s toplotno obdelavo in gašenjem, ki so primerna kot orodna jekla. Orodno jeklo je izdelano v različnih razredih in se lahko uporablja za izdelavo orodij, kot so matrice za vtiskovanje, gradbena oprema in sekire. Poleg izdelave orodij se uporablja tudi v drugih aplikacijah, ki zahtevajo materiale z mehanskimi lastnostmi orodnega jekla.
Različne stopnje orodnega jekla so pogosto razvrščene po sistemu, imenovanem razredi jekla SAE ali razredi jekla AISI/SAE, ki sta ga ustvarila Society of Automotive Engineers (zdaj SAE International) in American Iron and Steel Institute. Vsako vrsto jekla kategorizira s črko, ki označuje njegove lastnosti ali način izdelave, kot je razred W za vodo kaljeno jeklo ali razred S za jekla, odporna na udarce. Vsaka vrsta jekla znotraj teh širokih kategorij nato prejme posamezno številko, ki sledi črki.
Najpogostejša oblika orodnega jekla je W-grade, oblika ogljikovega jekla, ki je priljubljena zaradi nizke cene. Nekatere vrste jekla razreda W vključujejo tudi silicij, molibden ali mangan za povečanje žilavosti jekla. Imenuje se vodno kaljeno, ker se voda uporablja med gašenjem, korakom v proizvodnem procesu mnogih jekel, pri katerem se temperatura segretega jekla hitro zniža. Orodno jeklo razreda W je trdo, vendar je krhko in slabo prenese temperature nad 302 ° F (150 ° C). Orodna jekla razreda W se običajno uporabljajo za izdelavo rezil, kot so strižna rezila in britvice; strojni deli za stroje, ki ne naletijo na visoke temperature ali jih proizvajajo; in orodja, kot so kladiva, svedri in dleta.
Razredi A, O in D so jekla, proizvedena s hladnim obdelavo, procesom, pri katerem je jeklo izpostavljeno mehanskim obremenitvam, dokler se ne podvrže plastični deformaciji, trajni spremembi mikrostrukture jekla. Ta postopek poveča natezno trdnost in trdoto jekla, hkrati pa zmanjša njegovo duktilnost, nastale oblike jekla pa se običajno uporabljajo za namene, kot so rezila in strojna orodja. Jeklo razreda O je kaljeno v olju, medtem ko je A razreda kaljeno na zraku, metode, ki povzročajo manj popačenja v jeklu kot kaljenje z vodo. Jeklo razreda D vsebuje veliko količino kroma, ki sestavlja od 10 do 18 odstotkov zlitine. Poleg kroma so jekla razreda A, O in D pogosto legirana z drugimi kovinami, vključno z manganom, volframom in vanadijem, ter z nekovinami, kot sta žveplo in fosfor.
Jeklo razreda H je orodno jeklo za vročo obdelavo, ki nastane tako, da povzroči plastično deformacijo jekla zaradi dolgotrajne izpostavljenosti visokim temperaturam. Ta jekla imajo visoko trdnost in trdoto, vendar so zaradi rahlega popačenja zaradi procesa hlajenja in toplotnega krčenja manj primerna kot jeklo za hladno obdelavo za aplikacije z zelo ozkimi inženirskimi tolerancami. Krom, volfram in molibden so pogosti legirni elementi v jeklih tega razreda.
Razredi T in M sta vrsti hitroreznega jekla, ki ga odlikuje sposobnost ohranjanja visoke trdote pri visokih temperaturah. Zaradi te lastnosti je zelo primeren za uporabo v električnih rezalnih orodjih in matricah za vtiskovanje, kjer mu njegova odpornost na toploto, ki nastane zaradi trenja, omogoča delo pri višjih hitrostih kot druga jekla. Jeklo razreda T je dobilo ime po visoki vsebnosti volframa, medtem ko jeklo razreda M vsebuje veliko molibdena. Dodatni legirni elementi, ki so pogosti v teh jeklih, vključujejo vanadij, krom in kobalt.
Jekla razreda S so orodna jekla, ki jih odlikuje visoka odpornost na udarce. Imajo manj ogljika kot druge jeklene zlitine, kar zmanjša njihovo odpornost proti obrabi, vendar poveča njihovo žilavost. Jeklo razreda S se uporablja v opremi, kot so odbojna kladiva, ki morajo biti sposobna prenesti močne udarce.
Nekatere vrste orodnega jekla imajo zelo posebne lastnosti ali namene. Jeklo razreda F je vrsta vodno kaljenega jekla, kot je jeklo razreda W, vendar ima vrhunsko odpornost proti obrabi. Jeklo razreda P ali plastično jeklo za kalupe se uporablja v strojih za brizganje in tlačno litje. L-razred ali nizko legirano jeklo za posebne namene je zelo žilava vrsta jekla, ki ima malo legirnega materiala in zelo visoko vsebnost železa.