高性能高速钢是在普通高速钢基础上增加＞2.50％的V或≥4.50％的Co或0.80～1.20％的Al同时增加碳而形成的钢种。其常温硬度可达65～70HRC，耐磨性与耐热性有显著的提高，能用于不锈钢、耐热钢和高强度钢的加工。

    高钒高速钢是将钢中钒的质量分数增加到2.50％以上。由于碳化钒的硬度较高，可达到2800HV，比普通刚玉高。所以一方面增加了钢的耐磨性，同时也增加了此钢种的刃磨难度。

    钴高速钢的典型牌号是W2Mo9C4VCo8(M42)。在钢中加入了钴，可提高高速钢的高温硬度和抗氧化能力，因此能适用于较高的切削速度。钴在钢中提高马氏体转变温度，提高回火过程中马氏体中析出碳化物的弥散度，并抑制这些碳化物集聚长大，提高钢的淬回火硬度和红硬性。钴的热导率较高，对提高刀具的切削性能是有利的。钢中加入钴尚可降低摩擦系数，改善其磨削加工性。

    铝高速钢是我国独创的无钴高性能高速钢。典型的牌号是W6Mo5Cr4V2Al(M2Al)。铝是非碳化物形成元素，可提高W、Mo等元素在钢中的溶解度，并可细化铸态组织。因此铝可提高高速钢的高温硬度、热塑性与韧性。铝高速钢在切削温度的作用下，刀具表面可形成氧化铝薄膜，减少与切屑的摩擦和粘结。M2Al高速钢的力学性能与切削性能与含钴的M42高速钢相当，其价格较低廉。铝高速钢的热处理工艺要求比较严格，如果热处理不当，特别是变形加工后退火不当，容易发生混晶和刀具切削崩刃现象。