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特殊钢生产工艺综述摘要：特殊钢包括优质碳素钢、合金钢、高合金钢三大类，本文介绍了特殊钢的生产工艺，重点论述了合金结构钢、汽车用齿轮钢、合金工具钢、高速工具钢、轴承钢、弹簧钢和不锈钢的性能及生产工艺技术。
关键词：特殊钢性能生产工艺特殊钢一般是指具有特殊性能或特殊用途的钢种。
其与普通钢相比具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。
因其性能特殊，决定了它在国民经济及军事工业中占有极其重要的地位。
因此，在生产制造特殊钢时，就需要采用特殊的工艺装备技术来实现特殊的化学成分、特殊的组织和性能[1]。
特殊钢的定义在国际上没有明确规定，各国特殊钢的统计分类不完全相同。
我国特殊钢定义与日本、欧洲相近，包括优质碳素钢、合金钢、高合金钢三大类，通常展开为优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、轴承钢、弹簧钢( 碳素弹簧钢和合金弹簧钢) 、耐热钢和不锈钢。
近年来，围绕提高特殊钢性能、质量、品种、效率，降低特殊钢成本、节能降耗、环境友好等方面采用了一系列新技术、新工艺、新装备，使得特殊钢的洁净度、均匀度、组织细化度和尺寸精度等有了很大提高。
特殊钢生产工艺流程主要有3种[2]：1) 电炉流程( 即短流程) ：电炉—二次精炼—连铸—轧制。
2) 转炉流程(长流程) ：高炉—铁水预处理—转炉—二次精炼—连铸—轧制。
3) 特种冶金：特种冶炼( 如真空感应熔炼、冷坩埚熔炼、电渣重熔、真空电弧重熔、电子束熔炼、等离子熔炼等)—锻造或轧制。
这里要指出的是有些钢种的生产至今还必须走模铸—开坯—轧制或锻造的工艺流程。
由于宇航、导弹、火箭、原子能、海洋电子等工业的发展，对所需要的金属或合金质量、性能、可靠性、稳定性等的要求越来越高，电弧炉，转炉冶炼的钢质量很难满足这些要求，所以必须使用特种冶金技术。
特种冶金包括：真空感应熔炼、电渣重熔、真空电弧重熔、电子束熔炼、等离子熔炼等。
难熔金属(钨、钼、铌、钽) 及活泼金属( 钛及钛合金，包括钛、铝金属间化合物等) 用真空电弧重熔、电子束熔炼以及冷坩埚感应熔炼等方法来制备；高温合金、精密合金以及某些对质量要求很高的合金钢用真空感应熔炼、电渣重熔、真空电弧重熔等方法来生产[3]。
马氏体不锈钢1、什么是不锈钢不锈钢（Sta in less Steel）是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学介质腐蚀（酸、碱、盐等化学浸蚀）的钢种称为耐酸钢。
由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。
2、分类不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。
另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
1、铁素体不锈钢：含铬12%〜30%。
其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。
属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25, Cr25Mo3Ti、Cr28 等。
铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。
这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。
2、奥氏体不锈钢：含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。
综合性能好，可耐多种介质腐蚀。
奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9 等。
0Cr19Ni9 钢的Wc<0.08%, 钢号中标记为“0”这类钢中含有大量的Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。
这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。
奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050〜1150C,然后水冷，以获得单相奥氏体组织。
3、奥氏体-铁素体双相不锈钢：兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。
奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。
马氏体时效钢的特性与应用18%Ni马氏体时效钢属于铁基合金，具有极高的强度同时而又不失好的延展性。
铁的基体与以高含量镍为主进行合金化，获得非常特殊的热处理材料。
同时也加入其它合金元素如钼、铝、铜和钛，这些元素形成金属间析出物。
钴也添加到合金中去，加入量最多达到12%，用于加速析出反应并保证获得大量、均匀的析出物。
马氏体时效钢本质上说是不含碳的，这是区别该钢与大多数其他类型钢种最明显的特征。
马氏体时效钢性能特点为：——室温下具有超高强度——简单热处理，保证最小的热处理变形——与处于同一强度水平的淬火钢相比具有优异的疲劳韧性——低碳含量，从而消除脱碳问题——截面尺寸是硬化过程中一个重要的影响因素——易于加工——好的焊接性能——具有高强度与高韧性——易切削加工，低的加工变形量——热处理过程中收缩均匀稳定——易渗氮——具有好的抗腐蚀与裂纹扩展能力——抛光光洁度高这些特性说明马氏体时效钢能被用作轴，长而细的渗碳或渗氮部件以及冲击疲劳环境下工作的零件，如打印头或离合器等。
马氏体时效钢的回火处理回火作为一种热处理工艺从中世纪时代就开始应用，用于淬火马氏体合金的处理。
而目前回火工艺仅用于对钢进行处理，因为钢占所有马氏体硬化合金中的绝大多数。
马氏体时效钢是不含碳的Fe-Ni合金，并添加了钴、钼、钛与其它一些元素。
典型的钢种如铁基中含17%～19% Ni，7%～9% Co，4.5%～5% Mo和0.6%～0.9% Ti。
这类合金经淬火成马氏体，然后在480～500℃回火。
在回火过程中，由于合金元素在马氏体中过饱和，从而从马氏体中沉淀析出形成金属间析出物，导致强的沉淀强化效果。
根据铝、铜以及其它非铁合金的沉淀强化类推，可将该工艺过程称作时效处理。
并且由于最初的组织为马氏体，因此该类钢被称作马氏体时效钢。
商业化马氏体时效钢在最大的硬化处理阶段，组织中可含有部分中间过渡亚温相Ni3Mo与Ni3Ti的共生析出物。
Ni3Ti相类似于碳钢中的六边形ε-碳化物。
马氏体时效钢：独特的性能和用途•有些材料坚韧/持久，另一些则具有延展性，但几乎没有所有这些特性。
•在短时间内出现极端温度变化的情况是马氏体时效钢的理想环境。
例如发动机曲轴，武器撞针，变速箱和气体离心机等。
•尽管我们中许多人会忽略这一点，但马氏体时效钢在我们的日常生活中起着不可或缺的作用。
尽管有许多材料坚韧而持久，而其他材料具有韧性，但很难找到具有所有这些特性的材料。
这就是为什么马氏体时效钢在机械工程领域如此重要，以及为什么它在我们的日常生活中起着重要作用的原因。
由马氏体时效钢制成的曲轴什么是马氏体时效钢？马氏体时效钢通常是具有高韧性和相对高水平的延展性的超强铁镍合金。
与其他强合金相反，马氏体时效钢不包含任何碳分子，因为这会对它们的延展性产生负面影响。
相反，它们富含诸如钛，钼，铝和钴的物质。
然后，将材料在820摄氏度左右的热量下处理半小时，冷却并在500摄氏度下再次加热3个小时，然后在室温下冷却以硬化。
还存在使用不同温度的替代加热方法，以实现其他类型的金属间化合物沉淀。
马氏体时效钢按等级分类，并按其镍和上述次级成分中的不同成分分开。
通常，镍百分比为15％至25％。
钴的百分比范围从5％到15％，钼的范围从2％到7％，钛的范围从0.1％到2％，铝的范围从0.05％到0.2％。
在某些情况下，还添加了铬，从而进一步提高了热处理过程中钢的淬透性，并为最终产品提供了不锈钢的耐腐蚀性。
马氏体时效钢的独特性能•从马氏体时效钢的高强度开始，根据其等级，屈服强度的MPa为1500（200级）至2400（350级）。
这是最高S355等级的典型建筑钢的大约7倍。
•马氏体时效钢的抗拉强度为2450 MPa，而S355钢的抗拉强度仅为470 MPa，这意味着它可以承受非常强的拉力而不会永久变形。
•马氏体时效钢非常坚固，却非常易延展/易碎，这两个特性很难结合，在实践中也非常有用。
这意味着马氏体时效钢可以容易地成型和轧制成形状，而在其表面或主体上不会形成裂纹和断裂。
高合金超高强度钢这类钢主要是从不锈钢发展起来的，合金元素总含量较高，一般在20%以上。
分两种类型：沉淀硬化不锈钢和马氏体时效钢。
2.4.1 沉淀硬化不锈钢这类钢是在18-8型铬镍不锈钢和Cr13型马氏体不锈钢的基础上发展起来的马氏体超高强度钢和奥氏体一马氏体型沉淀硬化超高强度钢。
钢的含碳量较低，而合金元素含量较高，一般为22%～25%。
钢在热处理过程中，通过400～500℃时效处理而产生沉淀强化，获得弥散析出的碳化物及金属间化合物，同时仍保持不锈钢良好的耐蚀性和抗氧化性，具有优良的焊接性能和压力加工性能。
这类材料对冶金质量要求严格，化学成分对性能影响很敏感。
主要用于飞机中薄件结构，承受中温载荷的构件，燃烧箱等，也可用于制造不锈弹簧、高压容器或火箭发动机外壳等。
1. 半奥氏体型沉淀硬化不锈钢这类钢又称奥氏体—马氏体沉淀硬化不锈钢，钢的Ms点较低。
1Cr17Ni7Al(相当于国外的17-7PH钢)是典型的钢种，这类钢在高温固溶处理后冷却到室温时为奥氏体，有较好的塑性，适于加工成型。
经过调整处理和冷处理，或经过冷加工变形，可转变为马氏体组织，获得较高的强度和耐蚀性。
它经510℃左右的时效处理，析出弥散分布的碳化物和Ni3Al 等金属间化合物而提高强度。
由于钢中含铬量大于12%，而抗大气腐蚀性良好。
1Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢，是我国研制的一种节镍型的半奥氏体型沉淀硬化不锈钢，和同类的0Cr15Ni17Mo2Al相比，增加了钼代替部分铬，提高了中温强度。
通过增加锰代替部分镍，经济性较好，效果亦较好。
钢的机加工性能较好，冷成型性、焊接性和耐蚀性均较好。
这类钢的缺点是热处理工艺较为复杂，冶炼时钢的化学成分要求较高。
表10-27为沉淀硬化超高强度钢的室温力学性能。
2. 马氏体型沉淀硬化不锈钢这类钢最早是从Cr13型马氏体不锈钢的基础上加入部分强化元素，使之能形成一系列金属间化合物而发展起来的沉淀硬化超高强度不锈钢。
18Ni(300)马氏体时效钢的特点及应用••admin引用•摘要: 从18Ni马氏体时效钢的化学成分对该材料的的物理特点、、抗拉强度、拉伸性能、断裂韧性、疲劳强度、耐腐蚀性、焊接性、磁滞特性、时效机理、时效组织以及力学性能的性能进行的分析。
同时18Ni马氏体时效钢具有优 ...••从18Ni马氏体时效钢的化学成分对该材料的的物理特点、、抗拉强度、拉伸性能、断裂韧性、疲劳强度、耐腐蚀性、焊接性、磁滞特性、时效机理、时效组织以及力学性能的性能进行的分析。
同时18Ni马氏体时效钢具有优良的特性，用途很广，本文对它的应用进行简朴的总结。
要马氏体时效钢自问世以来，以其高强度、高韧性和良好的工艺性能在航天航空等领域得到了广泛的研究和应用，与AISI4340高强钢和17-7PH不锈钢相比，它具有更高的强度和优良的韧性，制造加工容易，焊接性能优良等诸多的长处胜于其他超高强钢。
在当今开发的所有材料中，它是强韧性最高的钢种。
1.成分和组织18Ni马氏体时效钢的化学成分是在Fe—18Ni合金中添加Co、Mo、Ti、Al等元素一种钢，如表1。
屈服强度主要是通过Ti元素的添加量来进行调整。
在18Ni马氏体时效钢中C 、Si、Mn等元素被视为杂质元素 P、S含量同样也极低故钢的纯度很高。
18Ni马氏体时效钢不仅有优良的机械性能而且淬火性能好在固溶处理（820℃）空冷后其组织为超低碳Ni高主的单相马氏体将它再进行时效处理(490-510℃ 空冷)后在马氏体区域的金属间化合物沉淀析出、细化、弥散使钢得以强化材料的强度、塑性及韧性匹配优良。
关于时效处理过程组织变化的研究颇多有人认为是沉淀物细化(-100A)的说法比较合理但至今仍无定论。
尽管如此但对Ni3Mo、Fe2Mo、Ni3Ti等金属间化合物沉淀强化仍是普遍的说法［1］。
2.组织和机械性能2.1制造方法：马氏体时效钢的熔炼方法有真空感应熔炼（VIM）真空电弧重熔(VAR) 以及电渣重熔(ESR)一次或两次组合的方法。
18Ni(300)马氏体时效钢的特点及应用摘要从18Ni马氏体时效钢的化学成分对该材料的的物理性能、、抗拉强度、拉伸性能、断裂韧性、疲劳强度、耐腐蚀性、焊接性、磁滞特性、时效机理、时效组织以及力学性能的特点进行的分析。
同时18Ni马氏体时效钢具有优良的特性，用途很广，本文对它的应用进行简单的总结。
关键词：18Ni马氏体时效钢，机械性能，磁滞特性、时效机理、力学性能FEATURES AND APPLICATION OF18Ni(300)MARAGING STEELAbstractBy the chemical composition of 18Ni maraging steel, the physical properties, tensile strength, tensile properties, fracture toughness, fatigue strength, corrosion resistance, eldability, hysteresis characteristics, mechanism of aging, aging and mechanical properties are analysd. At the same time, 18Ni maraging steel has excellent properties and uses widely. It，s applications are summarized briefly in this articleKey word：18Nimaraging steel,Mechanical properties,Hysteresis properties,Aging Mechanism,mechanical property马氏体时效钢自问世以来，以其高强度、高韧性和良好的工艺性能在航天航空等领域得到了广泛的研究和应用，与AISI4340高强钢和17-7PH不锈钢相比，它具有更高的强度和优良的韧性，制造加工容易，焊接性能优良等诸多的优点胜于其他超高强钢。
表面技术第52卷第3期热处理对激光熔化沉积18Ni300马氏体时效钢微观组织和力学性能的影响郑步云a，陈鑫a，雷剑波b，王天琪a（天津工业大学 a.机械工程学院 b.激光技术研究所，天津 300387）摘要：目的提高18Ni300马氏体时效钢在工业应用中的力学性能，研究不同热处理对激光熔覆制备18Ni300合金的影响。
方法采用固溶处理（840 ℃/1 h）和固溶处理（840 ℃/1 h）+时效处理（490 ℃/6 h）2种热处理方法，利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉伸试验机对激光熔化沉积（LMD）制备18Ni300合金的微观组织、力学性能进行研究，根据不同处理方法下的拉伸断口形貌、性能表征及元素偏析行为，分析热处理对力学性能的影响。
结果经固溶处理后，熔池边界消失，在高温保温过程中杂质相与合金元素充分溶解在奥氏体中，冷却后形成了均匀的马氏体组织，与沉积态相比，抗拉强度由662.1 MPa变为611.5 MPa，降低了约7.64%，伸长率由12.328%变为13.832%，提升了约12.20%；经固溶+时效处理后枝晶形貌基本消失，各元素分布均匀，并在基体中弥散分布着Ni3Mo、Ni3Ti型第二相沉淀，抗拉强度达到1 404.6 MPa，提升了约112.14%，伸长率为7.80%，降低了约36.72%，在断口中观察到亚微米级第二相沉淀呈球状或颗粒状，并大量分布于枝晶间。
结论沉积态18Ni300合金主要由马氏体和少量奥氏体组成，致密度良好，拉伸性能表现为强度较低但塑性良好；经固溶处理后，物相均由马氏体组成，元素分布均匀，抗拉强度略微下降，塑性提升；固溶+时效处理对合金起到了弥散强化的作用，抗拉强度大幅提升，塑性显著减弱。
在热处理前后试样的断裂机制均属于韧性断裂，第二相弥散强化为热处理后合金力学性能提升的主要原因。
关键词：激光熔化沉积；马氏体时效钢；热处理；微观组织；力学性能中图分类号：TN249文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)03-0388-11DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.03.037Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of 18Ni300 Maraging Steel Prepared by Laser Melting DepositionZHENG Bu-yun a, CHEN Xin a, LEI Jian-bo b, WANG Tian-qi a(a. School of Mechanical Engineering, b. Institute of Laser Technology, Tiangong University, Tianjin 300387, China)收稿日期：2022–02–11；修订日期：2022–04–22Received：2022-02-11；Revised：2022-04-22基金项目：国家重点研发计划（2018YFB0407302）；国家自然科学基金（61772365）；天津市关键技术研发计划（19YFZCGX00870）；天津市科技攻关项目（20YDTPJC00780）Fund：National Key R&D Program of China (2018YFB0407302); National Natural Science Foundation of China (61772365); Key Technologies R&D Program of Tianjin (19YFZCGX00870); Tianjin Science and Technology Project (20YDTPJC00780)作者简介：郑步云（1997—），男，硕士，主要研究方向为激光熔覆增材制造。
谁给解释一下珠光体，马氏体，贝氏体，索氏体，莱氏体等，其形成条件及形状，以及其力学性能莱氏体：是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。
当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。
在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差。
/view/530917.html?wtp=tt（莱氏体中文名称：莱氏体英文名称：ledeburite 定义：高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和碳化物(或渗碳体)所组成的共晶体。
机械工程（一级学科）；机械工程(2)_热处理（二级学科）；机械工程(2)一般热处理名词（三级学科）莱氏体（ledeburite）莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。
当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。
在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差，分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。
奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（A+Fe3C）表示。
由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于727℃以上。
高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用Ld'表示。
莱氏体含碳量为4.3%。
由于莱氏体中含有的渗碳体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。
莱氏体的命名得自Adolf Ledebur (1837-1916)。
关于他，我们只知道他是Bergakademie Freiberg的第一个"Eisenhüttenkunde"教授，并因在1882年发现了铁碳"Mischkristalle" 而闻名。
上海大学2010～2011学年冬季学期研究生课程考试小论文课程名称：汽车刚强度钢板研究课程编号：101101909 论文题目: 高强度钢中马氏体时效钢的综述研究生姓名: 尹学号: 10721论文评语:成绩: 任课教师:评阅日期:高强度钢中马氏体时效钢的综述摘要马氏体时效钢是以无碳( 或超低碳) 铁镍马氏体为基体的经时效生产金属间化合物沉淀硬化的。
超高强度钢。
该钢在高强度时效处理前具有良好的成形性，时效处理几乎不变形，时效处理后有高强韧性。
文中论述了典型Ni2Co2Mo2Ti2Al 马氏体时效钢和Ni2Mo2Ti(2Cr2Al) 无钴马氏体时效钢的化学成分和力学性能，阐述了马氏体时效钢在400～500 ℃时效时马氏体基体内产生大量强化效果极高、韧性损失极小的金属间化合物沉淀相的时效结构和强化机制，以及Ni、Co、Mo、Cr、Mn、Ti 等元素在马氏体时效钢中的合金化作用。
概述了马氏体时效钢的生产工艺，应用和发展趋向。
关键词马氏体时效钢；沉淀析出；强化机制；力学性能The description of ultrahigh strengthsteel -Maraging steelAbstract Maraging steel is a kind of ultrahigh strength steel strengthened by ageing precipitation hardening of intermetallics in carbon2free or extra2low carbon ferronickel martensite matrix. It has excellent formability before ageing treatment and almost non2deforming during ageing , after ageing the steel has high strength and toughness. The chemical compositions and mechanical properties of typical Ni2Co2Mo2Ti2Al maraging steel and Ni-Mo-Ti (-Cr-Al) cobalt-free maraging steel are reviewed，and the ageing structure and strengthening mechanism of mass intermetallics precipitation phases produced in martensite matrix of maraging steel ageing at400-500℃ which has high strengthening effect and minimal toughness loss and the alloying effect of alloy elements such as Ni ,Co ,Mo ,Cr ,Mn and Ti in maraging steel are presented in this article.The production process, application and developing trend of maraging steel are also summarized.Keyword：Maraging Steel; Precipitation; Strengthening Mechanism;Mechanical Properties一、引言1.1超高强度钢的背景超高强度钢一般是指屈服强度大于1380MPa的高强度结构钢。
20世纪40年代中期，美国用AISI4340结构钢通过降低回火温度，使钢的抗拉强度达到1600-1900MPa。
马氏体时效钢强化作用是通过马氏体相变和等温时效析出金属间化合物Ni3Mo来达到的。
马氏体时效钢的基本化学成分是18％Ni-8％Co-5％Mo。
随着钛含量从0.20％提高到1.4％，屈服强度可以在1375-2410MPa之间变化。
为了获得高韧性，应尽量降低钢中的磷、硫、碳和氮含量。
除了广泛应用的AF1410等二次硬化超高强度钢之外，为了获得更高的强度和韧性配合，美国SRG在二次硬化钢的物理冶金学研究基础上，开发了高洁净度的AerMet钢。
高洁净度保证Aer-Metl00钢(0.23％C-3％Cr-11.1％Ni-13.4％Co-1.2％Mo)具备目前最佳的强度和韧性配合。
AerMet310(0.25％C-2.4％Cr-11％Ni-15％Co-1.4％Mo)是最近Carpenter公司在AerMetl00的基础上开发的高强高韧钢。
与AerMetl00相同，AerMet310也是双真空冶炼的含镍钴钢，它具有良好的韧性和塑性。
AerMet310的抗拉强度是2172MPa，比AerMetl00高出200MPa。
与Marage300相比，AerMet310的屈强比较小，因而可在断裂前吸收较多的塑变能量。
AerMet310的比强度高于AerMetl00和Malage300，甚至高于Ti-6AI4V 钛合金。
超高强度钢将向高性能和低成本方向发展。
为了达到高强度和高韧性，除了设计新型合金之外，提高洁净度是一个重要手段。
影响马氏体喇效钢广泛应用的主要因素是其高合金含量带来的高价格，开发经济型的无钴马氏体时效钢是超高强度钢的又一重要发展方向。
1.2超高强度钢的分类根据钢中合金含量，将超高强度钢分为低合金超高强度钢、中合金超高强度钢和高合金超高强度钢。
据合结钢的物理冶金学特点可以将超高强度钢分为低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢。
AISI4340是最早出现的低合金超高强度钢。
通过淬火和低温回火处理，AISI4130、4140、4330或4340钢的屈服强度可以超过1500MPa，然而缺口冲击韧性降低。
在钢中添加l％~2％的硅可以抑制回火时ε-碳化物生长及Fe3C形成，提高回火温度(260~315℃)采消除热应力和相变应力以提高韧性，同时又可避免马氏体回火脆性。
坩埚熔炼和300M便是利用上述原理开发的高硅低合金超高强度钢。
1952年美国国际镍公司开发的300M钢是在4340钢中添加硅和钒元素。
300M钢在300℃回火可获得最佳的强度和韧性配合。
通过调整碳含星和添加钒，开发了AMS6434和LadishD6AC钢。
通过对AI-SI4330的改进，我国开发了高性能685和686装甲钢。
在AISI4340的基础上，我国还研制了高硬度695装甲钢，其抗穿甲弹防护系数达到1.3以上。
值得注意的是，尽管以4340和300M钢为代表的低合金超高强度钢具有高强度，但它们的断裂韧性和抗应力腐蚀能力较差。
二、超高强度钢时效马氏体的概述马氏体时效钢以无碳(或超低碳) 铁镍马氏体为基体，400～550 ℃时效时能产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢[1 ]，广泛应用于航空、航天以及军事等尖端领域[2 ]文从马氏体时效钢开发、成分、性能、时效结构、强化机制等多方面反映马氏体时效钢目前的研究与应用概况。
2.1 马氏体时效钢的开发、成分与力学性能具有工业应用价值的马氏体时效钢，是20 世纪60 年代初由国际镍公司( INCO) 首先开发出来的[1 ]。
1961～1962 年间该公司Decker 等人发现，在Fe2Ni 马氏体合金中同时加入Co 、Mo 可使马氏体时效硬化效果大大提高，并通过调整Co 、Mo 、Ti含量得到屈服强度分别达到1400、1700、1900MPa的18Ni (200) 、18Ni (250) 和18Ni (300)的18Ni系马氏体时效钢[3]，并首先将18Ni (200) 和18Ni(250) 应用于火箭发动机壳体[4 ]。
这类钢种的出现，立即引起了各国材料工作者的高度重视。
60年代后期国际镍公司( INCO) 和钨钒高速工具钢公司(Vasco) 又研制出了屈服强度达到2 400 MPa的18Ni (350) 。
研究工作者们还对马氏体时效钢的加工工艺、各种性能和强韧性机理进行了研究，同时还探索了屈服强度高达2 800 MPa 和3 500MPa 的所谓400 级和500 级马氏体时效钢[4]。
不过这两个级别的钢种由于韧性太低，而且生产工艺过于复杂，没有得到实际应用[5 ]。
与此同时，前苏联和联邦德国等国也开始了马氏体时效钢的研究。
到了70 年代，日本因开发浓缩铀离心机，对马氏体时效钢进行了系统、深入的研究[6 ,7]。
进入80 年代以来，作为战略元素Co 的资源短缺、价格不断上涨，促使各国材料工作者研制无钴马氏体时效钢来代替马氏体时效钢。
无钴马氏体时效钢的研制始于美国，国际镍公司( INCO) 与钨钒高速工具钢公司(Vasco) 合作，开发了T225无钴马氏体时效钢(前缀T 表示Ti 强化钢) 。
与18Ni 马氏体时效钢相比较，其成分特点是完全去掉了Co ，降低了Mo 的含量，增加了Ti 的含量。
在T2250 基础上通过调整Ti 含量，又开发了T2200和T2300 无钴马氏体时效钢，其性能相当于相应级别的含钴18Ni 马氏体时效钢。
同样，日本的浅山行昭也报道了无钴含铬马氏体时效钢，不仅去掉了钴，镍含量也降低到14 % 。
此外，韩国开发了无钴、钼而含钨的马氏体时效钢，印度开发了低镍无钴马氏体时效钢。
这些钢不仅使生产成本降低了20 %～30 %，而且性能也十分接近相应强度水平的含钴马氏体时效钢。
为改善马氏体时效钢耐蚀性能，在20 世纪60年代后期又开发了马氏体时效不锈钢[2]。
它具有马氏体时效钢的全部优点，又具有马氏体时效钢所不具备的不锈性，同时还对沉淀硬化不锈钢的某些性能进行了改进。
因而用马氏体时效不锈钢逐步代替沉淀硬化不锈钢是高强度不锈钢发展的重要趋势，是超高强度不锈钢最具有发展前途的钢种。
我国从20 世纪60 年代后期开始研制马氏体时效钢。
最初以仿制18Ni 系马氏体时效钢为主。
到70 年代中期又开始研究强度级别更高的钢种和无钴或节镍钴马氏体时效钢，还开发出用于高速旋转体的超高纯、高强韧性马氏体时效钢(CM21)，研制出高弹性马氏体时效钢(TM210 等) 和马氏体时效不锈钢(如00Cr13Ni8Mo2NbTi) 。
2.2马氏体时效钢中合金元素的作用马氏体时效钢的合金化元素主要有三类，一类是形成沉淀硬化相的强化元素，如Mo 、Ti 等;一类是平衡组织以保证钢中不出现或控制δ2铁素体元素，如Ni 、Co 、Mn 等，一类是与抗腐蚀性能有关的元素，如Cr 等。
在含钴马氏体时效钢中，钴虽固溶于基体中但并不形成金属间化合物，而与钼产生协作效应{synergistic effect}[1]。
