这类钢属于高碳高合金莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。铸态高速工具钢中的碳化物是共晶碳化物，经热压力加工后破碎成颗粒状分布在钢中，称为一次碳化物；从奥氏体和马氏体基体中析出的碳化物称为二次碳化物。

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。