高速钢含有大量W、Mo、Cr、V等元素，其与碳形成的合金碳化物进步了钢材性能。由于粉末高速钢冶炼的独特性，合金元素含量更高，尤其是高V、高Co钢的应用较为普遍。高速钢中的W、Mo作用相似，与碳形成的合金碳化物通过溶解及析出强化，使高速钢具有特殊的二次硬化效果，红硬性大大进步。
钨、钼是高速工具钢的主要合金元素，对钢的二次硬化和其他性能起重要作用。V4、高速钢、、铬对钢的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，对二次硬化也有一定的作用。钒对钢的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。
脱碳敏感性
工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低，因此要求工钢的脱碳敏感性低。在相同的加条件下，钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。
热处理变形性
工具在热处理时，要求其尺寸和外形稳定。
耐削性
对于制造刀具和量具用钢，要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关，特别是钒含量，如果钒质量分数不小于0.50%则磨削性变坏。
虽然后续的热作制过程，可将钢锭的铸造组织加以改变及细化，使不良影响减低，但是却无法消除原先的铸造组织，因而对物理及机械性能都有负面的影响。由于人们希望能通过高速钢成份改善传统高速钢的质量，特别是希望大直径高速钢碳化物颗粒尺寸能够细小且分布均匀，巨观的偏析产生，使得横向及纵向的机械性质没有差别。因而在1965年于美国开始发展合金粉末制造过程,生产出了组织均匀无方向性的钢种。发展至今，粉末冶金制造过程,已正式成为当今制造高性能工具钢的主要方法。