高速工具鋼主要用于制造率的切削刀具。由于其具有紅硬性高、耐磨性好、強度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、軋輥、高溫軸承和高溫彈簧等。高速工具鋼經熱處理后的使用硬度可達HRC63以上，在600℃左右的工作溫度下仍能保持高的硬度，而且其韌性、耐磨性和耐熱性均較好。退火狀態(tài)的高速工具鋼的主要合金元素有鎢、鉬、鉻、釩，還有一些高速工具鋼中加入了鈷、鋁等元素。這類鋼屬于高碳高合金萊氏體鋼，其主要的組織特征之一是含有大量的碳化物。鑄態(tài)高速工具鋼中的碳化物是共晶碳化物，經熱壓力加工后破碎成顆粒狀分布在鋼中，稱為一次碳化物；從奧氏體和馬氏體基體中析出的碳化物稱為二次碳化物。這些碳化物對高速工具鋼的性能影響很大，特別是二次碳化物，其對鋼的奧氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影響。碳化物的數量、類型與鋼的化學成分有關，而碳化物的顆粒度和分布則與鋼的變形量有關。鎢、鉬是高速工具鋼的主要合金元素，對鋼的二次硬化和其他性能起重要作用。鉻對鋼的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，對二次硬化也有一定的作用。釩對鋼的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。
工藝性能也是高速鋼的重要指標。首先，要有良好的熱塑性，以便充分破碎共晶碳化物和加工成形；其次，要有低的退火硬度，
高速工具鋼
以便在生產過程中進行冷成形和切削加工。其他工藝性能如過熱不敏感性，脫碳不敏感性，低的淬火變形性，在電阻焊和摩擦焊中與柄部碳鋼結合的良好焊接性能等也很重要，尤其是磨削性，對于制造復雜刀具是極其重要的。
保證碳化物充分破碎、細化并均勻分布（見圖），歷來是高速鋼生產工藝和提高質量的關鍵問題。為此，高速鋼應采用低溫澆鑄工藝，選擇良好錠型，并根據鋼材規(guī)格選用足夠大的壓縮比。中國自1965年以來采用扁錠生產高速鋼，其優(yōu)點為顯著加快鋼錠凝固速度，從而改善了鋼材的碳化物不均勻度和低倍組織。大尺寸鋼材多采用電渣重熔鋼錠。鍛造開坯、軋制成材的工藝有利于提高質量。高速鋼的熱加工溫度、變形量和退火制度，對鋼材的熱處理性能，尤其是對淬火后的晶粒度有明顯的影響，須嚴加控制。熱加工中如終鍛（軋）溫度過高，變形量不足或已經過一次淬火，但未經充分退火又進行第二次淬火，會出現特殊閃光的萘狀斷口（見金屬宏觀檢驗），從而顯著降低鋼的韌性，使刀具脆崩。還采用快鍛液壓機開坯、精鍛機成材的新工藝。
高速鋼需通過特殊的熱處理才能獲得所需的性能。一般淬火溫度均接近這種鋼的熔化溫度，例如高鎢鋼為1270～1290℃，鎢鉬鋼為1210～1240℃，高鉬鋼為1180～1210℃，一般采用540～560℃回火三次，以得到二次硬化的效果。對韌性和紅硬性有不同要求時，可適當調整淬火溫度。
粉末冶金高速鋼可保證碳化物細小和均勻分布，對改善高碳高釩高速鋼的磨削性、改進熱加工性，減少淬火變形以及提供碳化物質量優(yōu)異的大尺寸鋼材確有獨特優(yōu)點；可以生產出合金含量更高和切削能力較大的高速鋼。高速鋼刀具的真空熱處理獲得廣泛應用；刀具的氧氮化、碳氮氧共滲等表面化學熱處理，也正在普遍采用，尤其是化學氣相沉積法和物相沉積法的發(fā)展，可進一步提高刀具的使用壽命。
高速工具鋼的淬火溫度很高，接近熔點，其目的是使合金碳化物更多的溶入基體中，使鋼具有更好的二次硬化能力。高速工具鋼淬火后硬度升高，此為次硬化，但淬火溫度越高，則回火后的強度和韌性越低。淬火后在350℃以下低溫回火硬度下降在350℃以上溫度回火硬度逐漸提高，至520~580℃范圍內回火（化學成分不同，回火溫度不同）出現第二次硬度高峰，并超過淬火硬度，此為二次硬化。這是高速工具鋼的重要特性。
高速工具鋼除了具有高的硬度、耐磨性、紅硬性等使用性能外，還具有一定的熱塑性、可磨削性等工藝性能。
鎢系高速工具鋼主要合金元素是鎢，不含鉬或含少量鉬。其主要特性是過熱敏感性小，脫碳敏感性小、熱處理和熱加工溫度范圍較寬，但碳化物顆粒粗大，分布均勻性差，影響鋼的韌性和塑性。
鎢鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鎢和鉬。其主要特性是碳化物的顆粒度和分布均優(yōu)于鎢系高速工具鋼，脫碳敏感性和過熱敏感性低于鉬系高速工具鋼，使用性能和工藝性能均較好。
鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鉬，不含鎢或含少量鎢。其主要特性是碳化物顆粒細，分布均勻、韌性好，但脫碳敏感性和過熱敏感性大、熱加工和熱處理范圍窄。
物理性能
硬度
工具鋼制成工具經熱處理后具有足夠高的硬度，如用于金屬切削加工的工具一般在HRC60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所產生高溫的受熱條件下，仍能保持高的硬度和良好的紅硬性。碳素工具鋼和合金工具鋼一般在180℃~250℃、高速工具鋼在600℃左右的工作溫度下，仍能保持較高的硬度。紅硬性對熱變形模具和高速切削刀具用鋼是非常重要的性能。
耐磨性
工具鋼具有良好的耐磨性，即抵抗磨損的能力。工具在承受相當大的壓力和摩擦力的條件下，仍能保持其形狀和尺寸不變。
強度和韌性
工具鋼具有一定的強度和韌性，使工具在工作中能夠承受負荷、沖擊、震動和彎曲等復雜的應力，以保證工具的正常使用。
高速鋼
其他性能
由于各種工具的工作條件不同，工具用鋼還具有一些其他性能，如模具用鋼還應具有一定的高溫力學性能、熱疲勞性、導熱性和耐磨腐蝕性能等。
工藝性能
工具鋼除了具有上述使用性能外，還應具有良好的工藝性能。
⑴ 加工性
工具鋼應具有良好的熱壓力加工性能和機械加工性能，才能保證工具的制造和使用。鋼的加工性取決于化學成分、組織的質量。
⑵淬火溫度寬泛性
工具鋼的淬火溫度應足夠寬，以減少過熱的可能性。
⑶淬硬性和淬透性
淬硬性是鋼在淬火后所能達到硬度的性能。淬硬性主要與鋼的化學成分特別是碳含量有關，碳含量越高，則鋼的淬硬性越高。
淬透性表示鋼在淬火后從表面到內部的硬度分布狀況。淬透性的高低與鋼的化學成分、純潔度、晶粒度有關。
根據用于制造不同的工具，對這兩種性能各有一定的要求。
⑷脫碳敏感性
工具表面發(fā)生脫碳，將使表面層硬度降低，因此要求工鋼的脫碳敏感性低。在相同的加條件下，鋼的脫碳敏感性取決于其化學成分。
⑸ 熱處理變形性
工具在熱處理時，要求其尺寸和外形穩(wěn)定。
⑹ 耐削性
對于制造刀具和量具用鋼，要求具有良好的磨削性。鋼的磨削性與其化學成分有關，特別是釩含量，如果釩質量分數不小于0.50%則磨削性變壞。
日本(大同):PXZ、PX4、PX5、NAK55、NAK80、S-STAR、G-STAR、YK30、 DC11、DC53、DHA1、DH21、DH31-S、DH2F、DH42、GFA、MH51、MH55、 MH8、SGT、GOA、DEX20、DEX40、DEX60、PD613、SUS420、S50C、H3100 PX88、PAK90、QCM8、MH85
日本(日立):HPM1、HPM2、HPM7、HPM38、HPM50、HPM75、HPM77、 CENA1、DAC、SKD4、SKD5、SKD7、SKD8、SKT4、SK3、SK4、SK5、SKS3、 SKD11、YEM、YEM-K、DAC45、SKD61、SKD62、FDAC、DAC10、 DAC55、SLD、SLD8、SLD10、ARK1、SGT、YXM1、YXM4、YXR3、YXR33、 SKH-9、SKH-51、SKH-55、SKH-57、SKH-59、HAP10、HAP40、SUS420J2、 HAP72、NP8、NP9、YSS、YHD28、YHD3
瑞典(一勝百): K100、DF-2、XW-10、XW-5、XW-41、618、618H、718、718H、 S136、S136H、8402、8407、8416、QRO-90、HSP-41、ASP23、ASP30、ASP60、 VANADIS-4、VANADIS-10、HOTVAR、168S、635、ASSAB88、ELMAX、XW-42、V-4、S-7、EM2、VANCRON 40、RAMAX2、POLMAX、UNIMAX、NIMAX、MM40、MMXL、ELMXX、DIEVAR
德國(撒斯特): 2311、2738、2316、2083、2767、4125、2344、2367、 2379、2842、2363、2436、2510、3343、3207、TSP4、6582、7225、1293、1285、 YE2311、YE2738、YE2083、YE2316、YE2344、1.8519、1.8550、1.3243、1.3247、1.2101、1.1545、1.2080、1.2312、1.2734、1.2840、1.2842、1.2885、1.2601、1.2606、1.2714、1.1210、1.7147、1.6523、1.6582、1.5919、1.5752
奧地利(百綠)：M202、M238、M300、M310、M340、M330、W302、W303、W321、K100、K110、K340、K460、S390PM、S590PM、S690PM、S790PM、S500、S705、A903、W500、K105、K305、N100、N320、N540、N350、E200、E220、E230、E400、F300、F530、V320、V155、V800、V820
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