研究高速鋼合金碳化物的沉淀對二次硬化的定量效應時，發現合金元素及含碳量滿足合金碳化物分子式中定量比例關系時二次硬化效果最好。所以合金成分設計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來設計，這就是定比碳規律。

從物理本質來看，人們希望在保證適當韌性的前提下，通過成分配比和熱處理獲得盡可能高的室溫硬度。定比碳規律主要是解決熱處理過程中碳化物形成和碳化物沉淀的問題。碳在α-Fe中的溶解度很小，在727℃時約為0.02%，由于合金碳化物是高速鋼中提高硬度的主要組成，僅從提高高速鋼的硬度考慮，希望成分中所有碳都與合金元素化合成合金碳化物，這就是定比碳規律的思路。

研究結果指出：合金元素形成碳化物引起鋼的硬度增加遠大于固溶強化引起的硬度增加，退火后殘余碳比物引起鋼的硬度增加遠小于回火析出碳化物的效應。

在實際中，應用定比碳規律，美國首先研制了超硬型高速鋼M41和42，隨后的M40系列高速鋼，碳與合金元素含量符合定比碳規律。所以世界各國的高速鋼成分應用基本上都遵循了高速鋼定比碳規律。