Den kemiska sammansättningen av ett knivstål måste vara balanserad, inte överlegerad och exakt. Specifikationstoleranserna måste vara snäva för att säkerställa en hög och jämn kvalitet på den färdiga kniven. Här följer en sammanställning av de vanligaste beståndsdelarna i knivstål:
Kol (C)
Den viktigaste faktorn för hårdhet. För mycket kol gör det dock svårare för materialet att producera martensit och därmed krävs djupfrysning för att uppnå hög hårdhet. Hårdheten är relaterad till mängden kol som är upplöst i stålets matris. Genom att binda krom till karbider minskar kolet indirekt korrosionsbeständigheten.
Krom (Cr)
Den viktigaste faktorn för korrosionsbeständighet. Det korrosionsmotstånd som uppnås är relaterat till mängden Cr som är löst i stålmatrisen och inte till den nominella sammansättningen. Cr är också den viktigaste faktorn för karbidbildning.
Molybden (Mo)
Driver karbidbildning och har ett litet inflytande på hårdhet och korrosionsbeständighet i martensitiska rostfria stålsorter.
Vanadin (V)
En stark karbidbildare. Vanadiumkarbiderna är också mycket stabila och löses inte upp under värmebehandling.
Kväve (N)
Hårdhetsdrivande som kol men har inte samma negativa effekt på korrosionsbeständigheten. Kväve används vanligtvis inte i dessa applikationer eftersom det är svårt att uppnå betydande kvävenivåer i konventionell stålproduktion.
Svavel (S)
Bildar sulfidinneslutningar som har en negativ inverkan på initieringen av gropkorrosion.
Mangan (Mn), fosfor (P) och kisel (Si)
Dessa element ger inga betydande bidrag. Den allmänna regeln är att hålla dessa så låga som möjligt.
Det viktigaste att komma ihåg är att hårdhet och korrosionsbeständighet är relaterade till matrisens sammansättning efter härdning, inte till stålets nominella kemiska sammansättning. Överskott av dessa element kommer att bilda stora primära karbider under gjutningen och kommer inte att öka hårdheten eller korrosionsbeständigheten hos den färdiga kniven.
Primärkarbider gör kniven sprödare och svårare att slipa än en kniv av finkornigt stål med samma hårdhet. De stål som innehåller stora mängder primärkarbider orsakar också mycket högt verktygsslitage för stansverktyg, vilket gör dem olämpliga för stansning eller stansning.