Alati za rezanje izrađeni od čelika velike brzine postižu visoku tvrdoću vrućine, otpornost na habanje i otpornost na lomljenje pri tvrdoći od preko 60 do 67 HRC kroz stvrdnjavanje i kaljenje. Glavni legirajući elementi su ugljik, volfram, molibden, vanadij i kobalt. Visok sadržaj elemenata koji tvore karbid dovodi do stvaranja karbida otpornih na habanje u mikrostrukturi.
Brzorezni čelici su složeni i visokolegirani alatni čelici koji se uglavnom koriste za proizvodnju reznih alata, npr. glodalica, bušilica, tokarskih alata i provlačenja, čiji je rezni rub podložan zagrijavanju i habanju. Rezni rub dolazi u kontakt s materijalom obratka pod visokim tlakom u kontinuiranom i prekinutom rezu, što zahtijeva visoku tvrdoću vrućine, visoku otpornost na habanje, dobru otpornost na oksidaciju i nisku tendenciju prianjanja alata kako se brzina rezanja povećava. Sa sadržajem ugljika između 0,8 i 1,4 %, visoki sadržaji elemenata koji tvore karbid dovode do stvaranja primarnih i eutektičkih karbida u sekundarnom stvrdnjavajućem, martenzitnom matriksu.
Najvažniji legirajući elementi su ugljik, volfram, molibden, vanadij, krom i kobalt, čiji udio može biti veći od 30 %. Brzorezni čelici u osnovi se mogu podijeliti u tri skupine, npr. volframovi čelici, molibdenski čelici i volfram/molibdenski čelici. Povećanjem sadržaja ugljika i vanadija povećan je sadržaj karbida, a kobalt poboljšava čvrstoću na visokim temperaturama.
Legirajući elementi osiguravaju visoku otpornost na habanje i otpornost martenzita na temperature do 600 °C. Radna tvrdoća martenzita obično je do 60 %. Radna tvrdoća obično od 60 do 67 HRC daje brzoreznom čeliku, kao i svim drugim alatnim čelicima, svojom martenzitnom osnovnom strukturom i udjelom tvrdih karbida otpornih na habanje. Visoka vruća tvrdoća i visoka otpornost na toplinu u usporedbi s običnim alatnim čelikom posljedica je toplinske obrade, obično kaljenja i višestrukog kaljenja na temperaturama žarenja u rasponu sekundarnog kaljenja/taloženja (550 do 600 °C).
Posebnim metalurškim proizvodnim procesima brzoreznih čelika, kao što je pretapanje elektro-troske (razred BÖHLER ISORAPID) ili metalurška proizvodnja praha (razred BÖHLER MICROCLEAN), mogu se proizvesti visokolegirani proizvodi visoke čistoće i vrlo homogeni proizvodi koji se odlikuju najboljom kombinacijom tvrdoće, otpornosti na habanje, otpornosti na lom i otpornosti na zamor.
U usporedbi s drugim materijalima za rezanje kao što su karbid, keramika za rezanje, kubični bor nitrid (CBN) i polikristalni dijamant (PCD), brzorezni čelici imaju manju otpornost na habanje i vruću tvrdoću. Međutim, njihova dobra obradivost u žarenom stanju, njihova relativno dobra žilavost u kaljenom i kaljenom stanju i isplativija proizvodnja nude odlučujuću prednost u odnosu na rezne alate s visokim udjelom tvrdog materijala (npr. karbid), koji se mogu proizvesti samo metalurgijom praha. Ako su brzorezni čelici dodatno zaštićeni tankim premazima, mogu čak postići performanse reznih materijala visoke tvrdoće. Tvrdi premazi naneseni PVD ili CVD procesima pokazali su se uspješnima kao premazi.
U mnogim slučajevima, posebno toplinski obrađeni brzorezni čelici također ispunjavaju zahtjeve u mnogim primjenama hladnog rada.