เมื่อเทียบกับเหล็กธรรมดาเหล็กพิเศษมีความแข็งแรงและความเหนียวสูงกว่า คุณสมบัติทางกายภาพ คุณสมบัติทางเคมี ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และประสิทธิภาพของกระบวนการ แต่เหล็กชนิดพิเศษก็มีลักษณะที่แตกต่างจากเหล็กธรรมดาอยู่บ้าง สำหรับเหล็กธรรมดาหลายคนมีความเข้าใจมากขึ้นแต่สำหรับลักษณะของเหล็กพิเศษหลายคนพูดสับสนมากขึ้น ดังนั้นบทความต่อไปนี้จะเน้นไปที่ลักษณะของเหล็กชนิดพิเศษ
คุณสมบัติของเหล็กพิเศษ:
เมื่อเทียบกับเหล็กธรรมดาเหล็กชนิดพิเศษมีลักษณะของความบริสุทธิ์สูง ความสม่ำเสมอสูง โครงสร้างที่ละเอียดเป็นพิเศษ และความแม่นยำสูง:
(1) มีความบริสุทธิ์สูงปริมาณก๊าซและสารเจือปน (รวมถึงโลหะเจือปนที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ) ในเหล็กสามารถลดลงได้ เมื่อความบริสุทธิ์ของเหล็กเพิ่มขึ้นถึงขีดจำกัด ไม่เพียงแต่คุณสมบัติดั้งเดิมของเหล็กจะดีขึ้นอย่างมาก แต่ยังมีคุณสมบัติใหม่ของเหล็กอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ปริมาณออกซิเจนในเหล็กแบริ่งลดลงจาก 30×10-6 เป็น 5×10-6 และอายุการใช้งานของตลับลูกปืนจะเพิ่มขึ้น 30 เท่า สเตนเลสออสเทนนิติกอเนกประสงค์ทนทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้นเมื่อปริมาณฟอสฟอรัสลดลงเหลือ 3×10-6 ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 ระดับความบริสุทธิ์ (10) ของเหล็กที่สามารถทำได้โดยการผลิตจำนวนมากคือ: ไฮโดรเจน ≤1, ออกซิเจน ≤5, คาร์บอน ≤10, ซัลเฟอร์ ≤10, ไนโตรเจน ≤15, ฟอสฟอรัส ≤25

(2) ความสม่ำเสมอสูงการแยกส่วนประกอบของเหล็กทำให้เกิดโครงสร้างและคุณสมบัติของเหล็กที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญที่ทำให้ชิ้นส่วนเหล็กเสียหายตั้งแต่เนิ่นๆ และความยากลำบากในการใช้คุณสมบัติที่มีศักยภาพของเหล็กได้อย่างเต็มที่ เทคโนโลยีการผลิตสมัยใหม่ควรทำให้เหล็กมีความสม่ำเสมอ: ความผันผวนของแถบความแข็งของเหล็กเกียร์รถยนต์คือ ± 3HRC; ควบคุมปริมาณคาร์บอน นิกเกิล โมลิบดีนัม ≤±0.01% และแมงกานีสและโครเมียม ≤±0.02% ได้อย่างแม่นยำ ขนาดเกรนของเหล็กแบริ่งหลังจากการชุบแข็งจะเป็นทรงกลมและความผันผวนของขนาดคือ 0.8 ± 0.2 μm คุณสมบัติทางกลของเหล็กเคลือบทนการฉีกขาด (เหล็กทิศทาง Z) ในทิศทางตามยาว ตามขวาง และความหนา โดยเฉพาะข้อกำหนดด้านพลาสติกและความเหนียวโดยทั่วไปจะคล้ายคลึงกัน
(3) โครงสร้างที่ละเอียดมากการเสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้างจุลภาคที่ละเอียดเป็นพิเศษเป็นกลไกการเสริมความแข็งแกร่งเพียงอย่างเดียวที่สามารถเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กได้โดยไม่ลดลงหรือเพิ่มความเหนียวเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น เมื่อขนาดเกรนของเหล็กกล้าไร้สนิมความแข็งแรงสูง AFC77 ได้รับการขัดเกลาจาก 60μm เป็น 2.3 μm ความเหนียวในการแตกหัก Kic จะเพิ่มขึ้นจาก 100 เป็น 220MPa·m อุณหภูมิการเปราะของการเปราะจากการฉายรังสีของแผ่นเหล็กเนื้อหยาบในภาชนะรับความดันของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อยู่ที่ 150 ~ 250°C ในขณะที่อุณหภูมิของเหล็กเนื้อละเอียดอยู่ที่ 50 ~ 70°C เมื่อขนาดคาร์ไบด์ในเหล็กแบริ่งละเอียดถึง ≤0.5μm อายุการใช้งานของตลับลูกปืนจะดีขึ้นอย่างมาก
(4) ความแม่นยำสูงเหล็กกล้าชนิดพิเศษควรมีคุณภาพพื้นผิวที่ดีและมีความคลาดเคลื่อนของขนาดที่แคบ ความแม่นยำของเหล็กแผ่นรีดร้อนสูงถึง ± 0.1 มม. ความทนทานต่อความหนาของเหล็กแผ่นรีดร้อนถึง ± 0.015 ~ 0.05 มม. และความทนทานต่อความหนาของเหล็กแผ่นรีดเย็นสูงถึง ± 0.003 มม.