碳鋼
在高速鋼被廣泛應用前，金屬切割刀具主要使用高碳鋼製造，然而高碳鋼在持續進行金屬切割的情況下，高碳鋼刀具難以承受與工件摩擦產生的高溫，在攝氏300度時，其強度會大幅下降，導致刀具需要經常更換，高碳鋼刀具在切割經過加硬處理的金屬材料時，更會出現難以切削的情況，導致刀具受損。高速鋼在提煉時加入鎢、鉻、鉬、鈷、釩等金屬元素，在常溫下其洛氏硬度達到(HRC60)。其高溫強度比高碳鋼有大幅提升，在攝氏600度時，其洛氏硬度能夠維持約(HRC40)或以上，刀刃仍能保持鋒利，而高碳鋼在相同溫度已明顯軟化，失去切割能力。高速鋼和高碳鋼類似可進行熱處理，透過淬火提升刀具的硬度，並利用回火維持適度的韌性。由於高速鋼能夠承受高速切削金屬時所產生的高溫並保持硬度，所以此種合金鋼被稱為高速鋼。