Эти стали, как видно из названия, применяют для изготовления штампов и пресс-форм. В зависимости от температуры эксплуатации различают стали для штампов, работающих в условиях холодного и горячего (до 900…1200 °С) деформирования.
Стали для штампов холодного деформирования имеют высокую износостойкость (высокую поверхностную твердость), достаточную прочность в сочетании с удовлетворительной вязкостью, поскольку они работают в условиях ударных нагрузок.
Для изготовления деталей штампов диаметром до 25 мм применяют углеродистые инструментальные стали марок У10, У12 и низколегированные инструментальные стали марок ХГС, 9ХВГ. Благодаря несквозной закалке и низкотемпературному отпуску при 150...180 °С на поверхности детали формируется твердый (60 НRС) и износостойкий слой, а под ним - сравнительно вязкая сердцевина. Стали с повышенным содержанием хрома (6...12%) марок Х12, Х12МФ, Х12Ф1 используют для больших штампов сложной конфигурации. Эти стали характеризуются хорошей прокаливаемостью. Высокая часть карбидной фазы Сr₇С₃ повышает твердость стали до 61…63 НRС и износостойкость. С повышением температуры закалки увеличивается растворимость карбидов и, как следствие, - содержание углерода и хрома в аустените, что приводит к росту в охлажденной структуре части остаточного аустенита и к уменьшению твердости инструмента. Чтобы измельчить зерна, в хромовую сталь вводят молибден и ванадий (сталь Х6Ф4М).
Штампы горячего деформирования контактируют с заготовками, нагретыми до высоких температур, и поэтому стали для изготовления штампов горячего деформирования должны иметь хорошую теплостойкость, высокую устойчивость к износу и определенную вязкость.
Если штамп воспринимает существенные ударные нагрузки, то его изготавливают из сталей с долей углерода 0,3…0,6 %, легируют хромом, никелем, марганцем, чтобы повысить прокаливаемость и вязкость. Чтобы уменьшить склонность сталей к отпускной хрупкости, в их состав добавляют молибден или вольфрам. Для штампов горячего деформирования часто используют стали марок 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНВС. Из стали 5ХНМ изготавливают крупные штампы сложной конфигурации, поскольку она сохраняет достаточно хорошие механические свойства до температуры 500 °С. Сталь 5ХНВС, с одинаковой со сталью 5ХНМ прокаливаемостью, менее вязкая. Она предназначена для средних по размерам штампов. Перечисленные стали закаляют в масле с последующим высокотемпературным отпуском, чтобы получить троститную или троститно-сорбитную структуру. Твердость после отпуска составляет 35…45 НRС.