研究高速钢合金碳化物的沉淀对二次硬化的定量效应时，发现合金元素及含碳量满足合金碳化物分子式中定量比例关系时二次硬化效果最好。所以合金成分设计恰好以形成碳化物元素需要的含碳量和合金元素含量的定量来设计，这就是定比碳规律。

从物理本质来看，人们希望在保证适当韧性的前提下，通过成分配比和热处理获得尽可能高的室温硬度。定比碳规律主要是解决热处理过程中碳化物形成和碳化物沉淀的问题。碳在α-Fe中的溶解度很小，在727℃时约为0.02%，由于合金碳化物是高速钢中提高硬度的主要组成，仅从提高高速钢的硬度考虑，希望成分中所有碳都与合金元素化合成合金碳化物，这就是定比碳规律的思路。

研究结果指出：合金元素形成碳化物引起钢的硬度增加远大于固溶强化引起的硬度增加，退火后残余碳比物引起钢的硬度增加远小于回火析出碳化物的效应。

在实际中，应用定比碳规律，美国首先研制了超硬型高速钢M41和42，随后的M40系列高速钢，碳与合金元素含量符合定比碳规律。所以世界各国的高速钢成分应用基本上都遵循了高速钢定比碳规律。