Narzędzia skrawające wykonane ze stali szybkotnącej osiągają wysoką twardość na gorąco, odporność na zużycie i odporność na pękanie z twardością ponad 60 do 67 HRC poprzez hartowanie i odpuszczanie. Głównymi pierwiastkami stopowymi są węgiel, wolfram, molibden, wanad i kobalt. Wysoka zawartość pierwiastków węglikotwórczych prowadzi do powstawania w mikrostrukturze węglików hamujących zużycie.
Stale szybkotnące to złożone i wysokostopowe stale narzędziowe stosowane głównie do produkcji narzędzi skrawających, np. frezów, wierteł, narzędzi tokarskich i przeciągaczy, których krawędź skrawająca jest narażona na nagrzewanie i zużycie. Krawędź tnąca wchodzi w kontakt z materiałem obrabianego przedmiotu pod wysokim ciśnieniem podczas cięcia ciągłego i przerywanego, co wymaga od narzędzia wysokiej twardości na gorąco, wysokiej odporności na zużycie, dobrej odporności na utlenianie i niskiej tendencji do przywierania wraz ze wzrostem prędkości skrawania.Przy zawartości węgla od 0,8 do 1,4%, wysoka zawartość pierwiastków węglikotwórczych prowadzi do powstawania węglików pierwotnych i eutektycznych we wtórnie utwardzonej, martenzytycznej osnowie.Najważniejszymi pierwiastkami stopowymi są węgiel, wolfram, molibden, wanad, chrom i kobalt, których udział może przekraczać 30%. Stale szybkotnące można zasadniczo podzielić na trzy grupy, np. stale wolframowe, stale molibdenowe i stale wolframowo-molibdenowe. Zwiększając zawartość węgla i wanadu, zwiększono zawartość węglików, a kobalt poprawia wytrzymałość w wysokich temperaturach.Pierwiastki stopowe zapewniają wysoką odporność na zużycie i odporność martenzytu na temperatury do 600 °C. Twardość użytkowa martenzytu wynosi zwykle do 60%. Twardość robocza wynosząca zwykle od 60 do 67 HRC jest nadawana stali szybkotnącej, podobnie jak wszystkim innym stalom narzędziowym, przez jej martenzytyczną strukturę podstawową i udział twardych, odpornych na zużycie węglików. Wysoka twardość na gorąco i wysoka odporność na ciepło w porównaniu ze zwykłą stalą narzędziową wynika z obróbki cieplnej, zwykle hartowania i wielokrotnego odpuszczania w temperaturach wyżarzania w zakresie hartowania wtórnego / hartowania wytrąceniowego (550 do 600°C).Dzięki specjalnym metalurgicznym procesom produkcji stali szybkotnących, takim jak przetapianie elektrożużlowe (gatunek BÖHLER ISORAPID) lub produkcja metalurgiczna proszków (gatunek BÖHLER MICROCLEAN), można wytwarzać wysokostopowe, wysokiej czystości i bardzo jednorodne produkty, które charakteryzują się najlepszą kombinacją twardości, odporności na zużycie, odporności na pękanie i odporności na zmęczenie.W porównaniu z innymi materiałami skrawającymi, takimi jak węglik spiekany, ceramika skrawająca, sześcienny azotek boru (CBN) i diament polikrystaliczny (PCD), stale szybkotnące mają mniejszą odporność na zużycie i twardość na gorąco. Jednak ich dobra skrawalność w stanie wyżarzonym, stosunkowo dobra ciągliwość w stanie zahartowanym i odpuszczonym oraz bardziej opłacalna produkcja oferują decydującą przewagę nad narzędziami skrawającymi o wysokiej zawartości twardego materiału (np. węglika), które mogą być wytwarzane tylko za pomocą metalurgii proszków. Jeśli stale szybkotnące są dodatkowo zabezpieczone cienkimi powłokami, mogą nawet osiągnąć wydajność materiałów skrawających o wysokiej twardości. Jako powłoki sprawdziły się twarde powłoki osadzane w procesach PVD lub CVD.W wielu przypadkach, specjalnie obrobione cieplnie stale szybkotnące spełniają również wymagania w wielu zastosowaniach związanych z obróbką na zimno.