ในระหว่างการทำงาน เครื่องมือตัดจะต้องได้รับแรงกดในการตัด แรงเสียดทาน และแรงกระแทกอย่างมาก ทำให้เกิดอุณหภูมิในการตัดสูง การทำงานใน-อุณหภูมิสูง แรงดันสูง-แรงดันสูง และสภาพแวดล้อมที่มีแรงเสียดทานสูง- การใช้วัสดุที่ไม่เหมาะสมจะทำให้เครื่องมือเสื่อมสภาพหรือแตกหักอย่างรวดเร็ว ดังนั้นวัสดุเครื่องมือจึงควรเป็นไปตามข้อกำหนดพื้นฐานหลายประการ
1. มีความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอได้ดี
ความแข็งเป็นคุณลักษณะพื้นฐานที่วัสดุเครื่องมือควรมี สำหรับเครื่องมือตัดเศษจากชิ้นงาน ความแข็งจะต้องมากกว่าความแข็งของวัสดุชิ้นงาน ความแข็งของคมตัดของเครื่องมือที่ใช้ตัดวัสดุโลหะโดยทั่วไปจะสูงกว่า 60 HRC
สำหรับวัสดุเหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอน ความแข็งควรสูงกว่า 62 HRC ที่อุณหภูมิห้อง เหล็กความเร็วสูง-มีความแข็ง 63-70 HRC และเครื่องมือซีเมนต์คาร์ไบด์มีความแข็ง 89-93 HRC
ความต้านทานต่อการสึกหรอคือความสามารถของวัสดุเครื่องมือในการต้านทานการสึกหรอ โดยทั่วไป ยิ่งความแข็งของวัสดุเครื่องมือสูงเท่าใด ความต้านทานการสึกหรอก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ยิ่งมีความแข็งมาก ยิ่งมีจำนวนอนุภาคน้อยลง และการกระจายตัวของจุดแข็ง (เช่น คาร์ไบด์และไนไตรด์) ในโครงสร้างทางโลหะวิทยาของวัสดุเครื่องมือก็มีความสม่ำเสมอมากขึ้น ความต้านทานการสึกหรอก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบทางเคมี ความแข็งแรง โครงสร้างจุลภาค และอุณหภูมิของเขตแรงเสียดทานของวัสดุเครื่องมืออีกด้วย
2. ความแข็งแกร่งและความเหนียวที่เพียงพอ
เพื่อป้องกันการบิ่นและการแตกหักเมื่อเครื่องมืออยู่ภายใต้แรงดันสูง รวมถึงผลกระทบและการสั่นสะเทือนที่มักเกิดขึ้นระหว่างการตัด วัสดุเครื่องมือจะต้องมีความแข็งแรงและความเหนียวเพียงพอ โดยทั่วไป ยิ่งมีความเหนียวสูง แรงตัดก็จะยิ่งทนทานมากขึ้นเท่านั้น
3. ทนความร้อนสูง
การต้านทานความร้อนเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของประสิทธิภาพการตัดของวัสดุเครื่องมือ โดยปกติจะวัดจากความสามารถในการรักษาความแข็งสูง ความต้านทานการสึกหรอ ความแข็งแรง และความเหนียวที่อุณหภูมิสูง หรือที่เรียกว่าความแข็งเมื่อร้อน
ยิ่งวัสดุเครื่องมือมีความแข็งที่อุณหภูมิสูง-สูงเท่าใด ความต้านทานความร้อนก็จะดีขึ้นเท่านั้น ความต้านทานต่อการเสียรูปและการสึกหรอแบบพลาสติกที่อุณหภูมิสูงก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น และความเร็วตัดที่อนุญาตก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
นอกจากความแข็งที่อุณหภูมิสูง-แล้ว วัสดุเครื่องมือควรมีความสามารถในการต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง และทนต่อการยึดเกาะและการแพร่กระจายได้ดี ลักษณะนี้เรียกว่าความเสถียรทางเคมี
4. คุณสมบัติทางเทอร์โมฟิสิกส์ที่ดีและทนต่อแรงกระแทกจากความร้อน
ยิ่งค่าการนำความร้อนของวัสดุเครื่องมือดีขึ้นเท่าไร การตัดความร้อนออกจากบริเวณการตัดก็จะยิ่งทำได้ง่ายขึ้น ซึ่งจะช่วยลดอุณหภูมิของส่วนตัดของวัสดุเครื่องมือและลดการสึกหรอของเครื่องมือ
ค่าการนำความร้อนที่มากขึ้นหมายถึงการนำความร้อนออกไปได้ง่ายขึ้น ซึ่งช่วยลดการไล่ระดับอุณหภูมิบนพื้นผิวเครื่องมือ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเล็กน้อยสามารถลดการเสียรูปจากความร้อนได้ และโมดูลัสยืดหยุ่นขนาดเล็กสามารถลดแอมพลิจูดของความเครียดสลับที่เกิดจากการขยายตัวทางความร้อนได้
วัสดุเครื่องมือที่มีความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ดีสามารถใช้ร่วมกับน้ำมันตัดเฉือนระหว่างการตัดเฉือนได้
5. ความสามารถในการแปรรูปที่ดี
เครื่องมือไม่ควรเพียงมีประสิทธิภาพในการตัดที่ดีเท่านั้น แต่ยังง่ายต่อการผลิตอีกด้วย สิ่งนี้ต้องการให้วัสดุเครื่องมือมีความสามารถในการแปรรูปที่ดี เช่น ประสิทธิภาพการตีขึ้นรูป ประสิทธิภาพการรักษาความร้อน ประสิทธิภาพการเชื่อม ประสิทธิภาพการเจียร และการเปลี่ยนรูปพลาสติกที่อุณหภูมิสูง-
6. ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ
ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญอย่างหนึ่งของวัสดุเครื่องมือ การพัฒนาวัสดุเครื่องมือควรผสมผสานกับสถานการณ์ทรัพยากรจริงของประเทศซึ่งมีความสำคัญทางเศรษฐกิจและยุทธศาสตร์อย่างมีนัยสำคัญ
แม้ว่าเครื่องมือบางอย่างจะมีราคาแพงมากต่อหน่วย แต่ต้นทุนต่อชิ้นส่วนก็ไม่ได้สูงนักเนื่องจากมีอายุการใช้งานยาวนาน ดังนั้นควรคำนึงถึงประสิทธิภาพเชิงเศรษฐกิจเมื่อเลือกเครื่องมือ นอกจากนี้ ในระบบการตัดเฉือนขั้นสูง เครื่องมือจำเป็นต้องมีประสิทธิภาพการตัดที่มั่นคงและเชื่อถือได้ โดยมีความสามารถในการคาดการณ์ได้ในระดับหนึ่งและมีความน่าเชื่อถือสูง