材料性能由组织所决定，而组织与材料成分及工艺密切相关，对高速钢而言亦是如此。
1、高速钢性能特点（1）硬度和红硬性硬度是高速钢的主要技术指标。
切削工具原料其硬度值必须要大于所切削样品才能进行切削加工，且为了保证切削的精度，高速钢硬度一般比较高。
现代材料的发展对高速钢硬度要求也越来越高。
高速钢的硬度一般指淬回火后的硬度，普通硬度的高速钢（如T1、M2、M7等）硬度可达HRC63-66，超硬的高速钢（如美国M40系列）硬度可达HRC67-69。
红硬性是高速钢所特有的一种性能，是指钢在暗红色的温度下保持硬度的能力。
高速钢刀具在切削时升温可达500-650℃。
对于二次硬化钢来说，红硬性包含两方面：（1）钢在500-650℃保持的硬度，一般称高温硬度。
（2）钢在超过回火温度时，由于过回火而导致的硬度下降。
从高温导致软化角度看，回火温度以下发生可逆软化，而高于回火温度时，除可逆软化之外，还有过回火导致的不可逆软化。
影响红硬性的因素较多，如化学成分和淬火温度有较大影响，淬火后室温的硬度会直接影响红硬性，组织如碳化物的均匀性也会对红硬性产生影响。
（2）耐磨性高速钢切削时与工件接触的刀具部分的抗磨损能力，即耐磨性。
在刀具切削条件下，高速钢的耐磨性首先取决于高温的耐热性，包括高温硬度与组织稳定性。
对高速钢来说，不同刀具在切削受热温度下的基体硬度是决定该刀具耐磨性的首要因素。
其次，基体上的微米级碳化物颗粒对耐磨性也起重要作用。
（3）强韧性由于高速钢在工作时需要承受巨大的振动、扭转和弯曲等复杂应力，因此其需要保持足够的强度和韧性。
高速钢的抗压强度要求在2000-3000MPa或抗压断裂强度在3000-4000Mpa。
韧性是高速钢的另一个重要性能，对切削刀具的质量、使用寿命都有重要影响，尤其在断续切削条件下。
因为断续切削时刀具将承受较大的冲击负荷，如果韧性不好，则容易产生崩刃，从而使刀具报废。
2、高速钢组织特点为保证上述性能，高速钢组织中存在大量的不同尺度和类型的碳化物。
一次碳化物：指凝固时从钢液中直接析出的、尺寸较大的微米级一次碳化物，其尺寸通常可达十几微米以上。
一次碳化物类型主要有MC、M2C和M6C，在随后的热加工和热处理过程中被破碎或分解成细小的碳化物颗粒。
关于碳化物的特征及影响，将在后续进一步介绍。
二次碳化物：指凝固或热处理过程中从固态基体中析出的碳化物。
这既包括在共晶区以下、共析转变以上温区冷却时，从奥氏体中析出先共析碳化物，也包括随后共析转变析出的共析碳化物。
二次碳化物其尺寸较细小，多在0.2~0.5 μm之间，主要包括M6C型、M23C6型等。
除此之外，还会析出少量的三次碳化物，主要指在共析转变温度Ac1以下缓冷过程中，从铁素体基体中析出的化物，其尺寸较小，多在0.2 μm以下。
3、高速钢成分特点添加大量的碳及大量、多种类型的合金元素，是高速钢成分的显著特征，同时也是大量碳化物产生的基本条件。
高速钢作为高碳高合金莱氏体钢，不同合金元素在高速钢中起到不同的作用：C可增强高速钢的淬透性，得到高碳马氏体，进而提升高速钢的硬度。
此外，C能够与W、Mo、Cr、V等合金元素形成合金碳化物，提高高速钢硬度和耐磨性。
高速钢C含量一般在0.7~1.2 wt%之间：若C含量过高，高速钢会生成大尺寸碳化物，导致韧性恶化；若C含量不足，会使高速钢硬度降低。
W可与Fe、C反应生成一定数量难溶的M6C型一次碳化物，使钢淬火温度接近熔点，提高淬火后基体过饱和度。
回火过程中W参与形成大量的纳米级二次碳化物，产生二次硬化效应。
然而，随着W含量的增加，高W钢凝固时析出尺寸粗大、网状分布的共晶碳化物，对钢的塑性不利。
Mo元素与W元素在高速钢中的作用相近。
与W系高速钢形成M6C共晶碳化物不同，Mo系和Mo-W系高速钢凝固后主要形成亚稳态M2C共晶碳化物的，其在后续热处理过程中可分解为MC和M6C碳化物。
Cr元素能够增强钢的淬透性，提高钢的切削性能，这是由于高速切削时产生的高温，导致表面氧化形成致密的氧化铬膜，可防止粘刀，降低刀具消耗。
V在高温下和C生成MC碳化物，淬火过程中MC碳化物溶解或部分溶解于基体中，随后回火时以细小的VC析出，增强钢的热稳定性和二次硬度。
Co不参与形成碳化物，淬火时Co绝大部分固溶于基体，可减少残余奥氏体数量，降低其稳定性。
在回火时Co可以抑制马氏体中位错亚结构的回复，有效提高纳米级碳化物的形核率，形成大量共格碳化物，增加钢二次硬度。