工具钢是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。在金属加工领域，工具钢具有不可替代的作用。

工具钢一般分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。按用途可分为制造车刀、铣刀、刨刀、钻头等的刃具钢；制造冲模、锻模、压铸模等的模具钢；制造直尺、卡尺等的量具钢。

碳素工具钢具有较高的硬度和耐磨性，适用于制造简单的工具和模具。合金工具钢则在碳素工具钢的基础上添加了铬、钒等合金元素，适用于制造高级的切削工具和模具。

钒在自然界中主要存在于绿硫钒矿和钒铅矿中。1867年，英国化学家罗斯科通过用氢气还原二氧化钒，得到金属钒。

钒有“化学面包”之称，在钢中加入百分之几的钒，就能使钢的弹性、强度大增，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐高温又抗奇寒。广泛应用于冶金、航空、汽车、铁路、电子、国防等方面。

高速工具钢添加了钼、铝等合金元素，主要用于制造高效率的切削刀具，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧。

钼具有高强度、高硬度、机械性能优异的特点。掺入钼的合金钢具有高强度、高韧性、突出的耐热强度和抗腐蚀性能。广泛应用于冶金和电子管、晶体管、整流器等电子器件方面。

1782年，瑞典人用亚麻子油调过的木炭和钼酸混合物密闭灼烧，从辉钼矿中分离出金属钼。

轴承是机械设备中一种重要的零部件，轴承钢的硬度决定轴承的质量。

17世纪末，英国人瓦洛设计制造出球轴承，并安装在邮车上试用。1760年，钟表匠约翰·哈里逊发明滚动轴承，成为最早投入实用的轴承。

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。1776年，使用螺旋压缩弹簧的弹簧秤问世。

工具钢的生产过程包括炼钢、锻造、退火、淬火和回火等工序。在炼钢过程中，通过控制化学成分和冶炼方法，得到具有特定性能的钢水。

在锻造过程中，将钢水倒入模具中成型，得到所需形状的钢坯。退火过程是将钢坯加热到一定温度，然后缓慢冷却，以消除内应力，提高塑性和韧性。

淬火是将钢坯加热到临界温度以上，然后迅速冷却，以增加硬度和耐磨性。回火是将淬火后的钢坯再次加热到一定温度，以降低内应力，提高韧性，并获得所需的物理机械性能。