纯铁太软，无法用于结构目的，但是添加少量其他元素（例如碳，锰或硅）会大大提高其机械强度。合金元素和热处理的协同作用产生了各种各样的微观结构和性能。在高速钢中形成碳化物的四种主要合金元素是：钨，铬，钒和钼。这些合金元素与碳结合形成非常硬且耐磨的碳化物。高速钢的显微组织由马氏体基体和两套碳化物的分散体组成。这些碳化物通常称为一次和二次碳化物。初级碳化物是钢凝固过程中形成的那些碳化物。二次碳化物是在钢的二次硬化热处理期间形成的那些碳化物。

钨丝。产生稳定的碳化物并细化晶粒尺寸，以增加硬度，特别是在高温下。钨被广泛用于高速工具钢中，并已被提议在核应用的减活化铁素体钢中替代钼。总共添加约10％的钨和钼可以有效地最大化高速钢的硬度和韧性，并在切削金属时在高温下保持这些性能。钨和钼在原子水平上是可互换的，并且两者都提高了抗回火性，从而在高温下改善了刀具的切削性能。 铬。铬增加了硬度，强度和耐腐蚀性。铬在晶界形成稳定的金属碳化物的增强作用和耐蚀性的强烈提高，使铬成为钢的重要合金材料。一般而言，大多数等级规定的浓度约为4％。该水平似乎导致硬度和韧性之间的最佳平衡。铬在硬化机理中起着重要作用，被认为是不可替代的。在较高的温度下，铬有助于提高强度。通常将其与钼一起用于这种性质的应用。 钼。当将钼（约0.50-8.00％）添加到工具钢中时，它会更耐高温。钼提高了淬透性和强度，特别是在高温下，由于钼的熔点高。钼在提高钢的高温拉伸强度和蠕变强度方面具有独特性。它对奥氏体向贝氏体转变的阻碍作用远大于对奥氏体向贝氏体转变的阻碍作用。因此，贝氏体可以通过连续冷却含钼的钢来生产。 钒。通常将钒添加到钢中以抑制热处理过程中的晶粒长大。在控制晶粒长大时，它可以改善淬火和回火钢的强度和韧性。晶粒的大小决定了金属的特性。例如，较小的晶粒尺寸可提高抗拉强度并趋于增加延展性。为了改善高温蠕变性能，优选较大的晶粒尺寸。加入钒可提高耐磨性，并产生仅部分可溶的硬而稳定的碳化物，几乎不会向基体中释放碳。 极限抗拉强度

高速钢的极限拉伸强度– AISI M2取决于热处理工艺，但约为1200 MPa。

的极限拉伸强度是工程上的最大应力-应变曲线。这对应于最大应力紧张的结构可以维持这种状态。极限抗拉强度通常会缩短为“抗拉强度”，甚至缩短为“极限”。如果施加并保持这种应力，将导致断裂。通常，该值明显大于屈服应力（比某些类型的金属的屈服应力高出50％到60％）。当韧性材料达到其极限强度时，它会出现颈缩，横截面积会局部减小。应力-应变曲线不包含比极限强度更高的应力。即使变形可以继续增加，在达到极限强度后，应力通常也会减小。这是一个密集的财产；因此其值不取决于试样的大小。但是，它取决于其他因素，例如标本的制备，测试环境和材料的温度。极限抗拉强度从铝的50 MPa到超高强度钢的3000 MPa不等。

屈服强度

高速钢的屈服强度AISI M2取决于热处理工艺，但约为1000 MPa。抗压屈服强度约为3250 Mpa。

所述屈服点是在点应力-应变曲线，其指示的弹性行为的限制和开始塑性行为。屈服强度屈服应力是指材料特性，定义为材料开始塑性变形的应力，而屈服点是非线性（弹性+塑性）变形开始的点。在屈服点之前，材料将发生弹性变形，并在去除施加的应力后恢复其原始形状。一旦屈服点通过，变形的某些部分将是永久性且不可逆的。一些钢和其他材料表现出被称为屈服点现象的行为。屈服强度从低强度铝的35 MPa到非常高强度钢的大于1400 MPa不等。

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