เมื่อเทียบกับเหล็กธรรมดาเหล็กพิเศษมีความแข็งแรงและความเหนียวสูงกว่า คุณสมบัติทางกายภาพ คุณสมบัติทางเคมี ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และประสิทธิภาพของกระบวนการ แต่เหล็กพิเศษมีลักษณะบางอย่างที่แตกต่างจากเหล็กธรรมดา สำหรับเหล็กธรรมดา หลายคนเข้าใจมากกว่า แต่สำหรับลักษณะของเหล็กพิเศษหลายคนบอกว่ายิ่งสับสนมากขึ้น ดังนั้นบทความต่อไปนี้จะเน้นที่ลักษณะเฉพาะของเหล็กพิเศษ.
คุณสมบัติของเหล็กพิเศษ:
เมื่อเทียบกับเหล็กธรรมดาเหล็กพิเศษมีคุณลักษณะของความบริสุทธิ์สูง ความสม่ำเสมอสูง โครงสร้างละเอียดพิเศษ และความแม่นยำสูง:
(1)ความบริสุทธิ์สูงเนื้อหาของก๊าซและสิ่งที่รวมอยู่ (รวมถึงสิ่งที่รวมอยู่ด้วยโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ) ในเหล็กสามารถลดลงได้ เมื่อความบริสุทธิ์ของเหล็กเพิ่มขึ้นถึงขีดจำกัด ไม่เพียงแต่คุณสมบัติเดิมของเหล็กจะดีขึ้นอย่างมากเท่านั้น แต่ยังสามารถเพิ่มคุณสมบัติใหม่ของเหล็กได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ปริมาณออกซิเจนในเหล็กแบริ่งลดลงจาก 30×10-6 เป็น 5×10-6 และอายุการใช้งานของแบริ่งจะเพิ่มขึ้น 30 เท่า สเตนเลสออสเทนนิติกสากลจะไม่เกิดการกัดกร่อนจากความเค้นเมื่อปริมาณฟอสฟอรัสลดลงเหลือ 3×10-6 ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 ระดับความบริสุทธิ์ (10) ของเหล็กที่สามารถทำได้โดยการผลิตจำนวนมากคือ ไฮโดรเจน ≤1 ออกซิเจน ≤5 คาร์บอน ≤10 กำมะถัน ≤10 ไนโตรเจน ≤15 ฟอสฟอรัส ≤25

(2) ความสม่ำเสมอสูงการแยกองค์ประกอบของเหล็กทำให้โครงสร้างและคุณสมบัติของเหล็กไม่สม่ำเสมอ ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญที่ทำให้ชิ้นส่วนเหล็กเกิดความล้มเหลวในช่วงแรกและยากต่อการใช้คุณสมบัติที่มีศักยภาพของเหล็กอย่างเต็มที่ เทคโนโลยีการผลิตที่ทันสมัยควรทำให้ความสม่ำเสมอของเหล็กบรรลุถึง: ความผันผวนของแถบการชุบแข็งของเหล็กเกียร์รถยนต์คือ ±3HRC ปริมาณคาร์บอน นิกเกิล โมลิบดีนัม ≤±0.01% และแมงกานีสและโครเมียม ≤±0.02% ได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ ขนาดเกรนของเหล็กแบริ่งหลังจากการชุบแข็งเป็นทรงกลมและความผันผวนของขนาดคือ 0.8± 0.2 μm คุณสมบัติเชิงกลของเหล็กทนการฉีกขาดแบบแผ่น (เหล็กแนว Z) ในทิศทางตามยาว แนวขวาง และความหนา โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อกำหนดด้านพลาสติกและความเหนียวโดยทั่วไปจะคล้ายคลึงกัน
(3) โครงสร้างที่ละเอียดมากการเสริมความแข็งแรงโครงสร้างจุลภาคที่ละเอียดมากเป็นกลไกเสริมความแข็งแรงเพียงวิธีเดียวที่สามารถเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กได้โดยไม่ทำให้ความเหนียวลดลงหรือเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น เมื่อขนาดเกรนของเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีความแข็งแรงสูง AFC77 ถูกทำให้ละเอียดจาก 60μm เป็น 2.3 μm ความเหนียวในการแตกหัก Kic จะเพิ่มขึ้นจาก 100 เป็น 220MPa·m อุณหภูมิการเปราะบางจากการฉายรังสีของแผ่นเหล็กเนื้อหยาบในภาชนะแรงดันของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือ 150 ~ 250℃ ในขณะที่เหล็กเนื้อละเอียดคือ 50 ~ 70℃ เมื่อขนาดคาร์ไบด์ในเหล็กแบริ่งละเอียดถึง ≤0.5μm อายุการใช้งานของแบริ่งจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก
(4) ความแม่นยำสูง เหล็กพิเศษควรมีคุณภาพพื้นผิวที่ดีและค่าความคลาดเคลื่อนของมิติที่แคบ ความแม่นยำของแท่งเหล็กรีดร้อนอยู่ที่ ±0.1 มม. ค่าความคลาดเคลื่อนของความหนาของคอยล์แผ่นรีดร้อนอยู่ที่ ±0.015 ~ 0.05 มม. และค่าความคลาดเคลื่อนของความหนาของคอยล์แผ่นรีดเย็นอยู่ที่ ±0.003 มม.