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超高强度钢现在已发展成为应用范围很广的一类重要钢种，如已经大量应用于火箭发动机外壳、飞机起落架、防弹钢板等性能有特殊要求的领域。
随着洁净化、微合金和控轧控冷等先进冶金技术在钢铁企业的逐步推广和应用，钢材的品质得到了大幅度提高，发达国家正在研制相当于目前常用钢材抗拉强度数倍的超高强度钢。
这种钢具有超细化、超洁净、超均质的组织和成分的特征，以及超高强度和超高韧性的特点。
超高强度钢与普通结构钢的强度的界限目前尚无统一规定，习惯上是将室温抗拉强度超过1,400MPa、屈服强度大于1,200MPa 的钢称为超高强度钢。
超高强度钢除了要求其高的抗拉强度外，还要求具有一定塑性和韧性、尽可能小的缺口敏感性、高的疲劳强度、一定的抗蚀性、良好的工艺性能、符合资源情况及价格低廉等。
超高强度钢现在已发展成为应用范围很广的一类重要钢种，如已经大量应用于火箭发动机外壳、飞机起落架、防弹钢板等性能有特殊要求的领域，而且其使用范围正在不断地扩大到建筑、机械制造、车辆和其它军事装备上。
因此，超高强度钢不仅是钢铁材料研究的重要方向，而且具有广阔的应用和发展前景。
超高强度钢的发展超高强度合金钢是为满足某些特殊要求发展起来的，按其物理冶金学特点，超高强度钢大体可以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。
典型的低合金超高强度钢是AISI 4340 和D6AC；典型的二次硬化型中，合金超高强度钢是HY180 和AF1410，由于马氏体时效钢属高合金钢，在这里将不拟述及。
1.低合金超高强度钢低合金超高强度钢大多是AISI 4130、4140、4330 或4340的改进型钢种。
AISI 4340 是最早出现的低合金超高强度钢，它于1950年开始研究，并于1955年开始用于飞机起落架。
通过淬火和低温回火处理，AISI 4130、4140、4330 或4340钢的抗拉强度均可超过1,500MPa，而且缺口冲击韧性较高。
为了抑制低合金超高强度钢回火脆性，1952年美国国际镍公司开发了300M。
高强钢和超高强度钢的定义及特点1. 引言高强钢和超高强度钢是现代材料科学和工程领域中的两个重要概念。
随着工业技术的不断发展，对材料强度和性能的要求也越来越高。
高强钢和超高强度钢以其卓越的力学性能和广泛的应用领域而备受关注。
本文将对高强钢和超高强度钢的定义、特点和应用进行详细介绍。
2. 高强钢的定义和特点高强钢是指抗拉强度大于等于540MPa的钢材。
相对于普通碳素钢，高强钢具有以下特点：2.1 强度高高强钢的抗拉强度大于等于540MPa，远高于普通碳素钢的抗拉强度。
这使得高强钢在承受大的外力时能够更好地抵抗变形和破坏，提高了结构的安全性和可靠性。
2.2 韧性好高强钢不仅具有高强度，而且具有较好的韧性。
在承受外力时，高强钢能够发生一定程度的塑性变形，从而吸收外力的冲击能量，减少结构的破坏。
这使得高强钢在工程结构中能够更好地应对地震、风载等复杂环境的作用。
2.3 可焊接性好高强钢通常具有良好的可焊接性，可以通过常规的焊接工艺进行连接。
这使得高强钢在工程施工中更加方便快捷，降低了施工难度和成本。
2.4 重量轻相对于普通碳素钢，高强钢的强度更高，但密度相对较低，因此具有较轻的重量。
这使得高强钢在汽车、航空航天等领域得到广泛应用，可以减轻结构自重，提高载荷能力和燃油效率。
3. 超高强度钢的定义和特点超高强度钢是指抗拉强度大于等于980MPa的钢材。
相对于高强钢，超高强度钢具有以下特点：3.1 极高的强度超高强度钢的抗拉强度远远超过普通钢材，达到甚至超过980MPa。
这使得超高强度钢在工程中可以承受更大的荷载，应用于更为苛刻的环境中。
3.2 卓越的韧性超高强度钢在具有极高强度的同时，韧性也相对较好。
这是通过合理的化学成分设计和热处理工艺实现的。
超高强度钢能够在承受外力时发生较大的塑性变形，从而吸收更多的冲击能量，提高结构的抗震性能。
3.3 优异的耐蚀性超高强度钢通常具有良好的耐蚀性，能够在恶劣的环境中长期使用而不受腐蚀的影响。
钢铁行业高强度钢钢铁行业一直是中国制造业的重要支柱之一，而高强度钢的应用则成为该行业的重要发展方向。
本文将探讨钢铁行业中高强度钢的定义、应用领域、优势以及未来的发展趋势。
一、高强度钢的定义高强度钢是指抗拉强度超过400MPa的钢材，相较于传统的普通钢，高强度钢具有更优异的力学性能和耐腐蚀性。
其主要特点包括高强度、高韧性、高耐磨性以及轻质化等。
二、高强度钢的应用领域1. 汽车制造业高强度钢材在汽车制造业中应用广泛。
由于高强度钢具有优异的冲击吸能性能和轻质化特点，可大幅降低汽车车身重量，提高燃油效率，同时还能提供更高的安全性能。
2. 建筑行业高强度钢在建筑行业中的应用也越来越普遍。
其能够提供更高的抗震性能和承载能力，使得建筑物更加坚固稳定。
此外，高强度钢还可以减少建筑材料的使用量，实现节能减排的目标。
3. 船舶制造业作为一种轻质高强度的材料，高强度钢非常适合用于船舶制造。
它能够提高船体的承载能力，降低燃油消耗，同时还可以减少船舶自重，提高运载效益。
4. 能源领域高强度钢在能源领域中也有着广泛的应用。
例如，在风力发电机组中，高强度钢可以减轻整个设备的重量，并提高风能的转化效率。
三、高强度钢的优势1. 重量轻相比于传统钢材，高强度钢具有更高的强度和硬度，但相对密度较低，所以整体重量更轻。
这一特点使得高强度钢在提高载重能力的同时，能够减少材料的使用量和燃料消耗。
2. 抗腐蚀高强度钢具有较好的耐腐蚀性能，可以在恶劣的环境条件下使用。
这使得高强度钢在海洋工程和化工设备等领域具有广泛应用前景。
3. 冲击吸能能力强高强度钢的冲击吸能能力较强，可以有效地吸收冲击能量，在发生事故时保护人员和设备的安全。
四、高强度钢的未来发展趋势1. 新材料研发随着科学技术的不断进步，高强度钢的研发仍在不断推进。
未来，可能会有更多种类的高强度钢投入到实际应用中，以满足不同领域的需求。
2. 轻量化设计随着环保意识的日益增强，轻量化设计已成为制造业的重要方向。
［知识园地］航空航天等工业用超高强度钢的相关知识超高强度钢（ｕｌｔｒａｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌ），其定义随时代的技术要求而变。
一般指，屈服强度＞１３７０ＭＰａ（１４０ｋｇｆ／ｍｍ２），抗拉强度＞１６２０ＭＰａ（１６５ｋｇｆ／ｍｍ２），并兼有适当韧性的合金结构钢。
航空等工业上主要用于制造受力构件。
按其合金化程度和显微组织分为低合金中碳马氏体强化超高强度钢、中合金中碳二次沉淀硬化型超高强度钢、高合金中碳Ｎｉ－Ｃｏ型超高强度钢、超低碳马氏体时效硬化型超高强度钢和半奥氏体沉淀硬化型不锈钢等。
１ 低合金中碳马氏体强化型超高强度钢该类钢是在低合金结构调质钢的基础上发展起来的，含碳量一般在０．３％～０．５％，合金元素总量一般不超过６％（其作用是保证钢的淬透性，提高马氏体的抗回火稳定性，抑制奥氏体晶粒长大，细化钢的显微组织，常用元素有镍、铬、硅、锰、钼、钒等）。
通常在淬火和低温回火状态下使用，主要牌号有传统的镍铬钼调均可超过１５００ＭＰａ，而且质钢４３４０（４０ＣｒＮｉＭｏ）（淬火＋低温回火的ＡＩＳＩ４１３０、４１４０、４３３０或４３４０钢的Ｒｍ缺口冲击韧度较高）、碳含量０．４５％的镍铬钼钒钢Ｄ６ＡＣ（４５ＣｒＮｉＭｏＶ）、碳含量０．３０％的铬锰硅镍钢（３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ）。
另外有在４３４０钢基础上通过加入硅（１．６％）和钒（０．１％）而研制成的３００Ｍ钢（４３ＣｒＮｉＳｉＭｏＶ）（提高回火温度达２６０～３１５℃，并抑制马氏体回火脆性）以及不含镍的硅锰钼钒或硅锰铬钼钒等钢。
它们主要通过真空熔炼降低钢中杂质元素含量，改善钢的横向塑、韧性。
由于钢中合金元素含量较低，成本低，生产工艺简单，广泛用于飞机大梁、起落架、发动机轴、高强度螺栓、固体火箭发动机壳体和化工高压容器等。
４３４０和３００Ｍ低合金超高强度钢虽具有高强度，断裂韧度和抗应力腐蚀能力较差，因而其应用受到了一定的限制。
美国于６０年代初研制Ｄ６ＡＣ（４３４０改进钢），７０年代中，Ｄ６ＡＣ逐渐取代了其他合金结构钢而大量应用。
超高强度钢
超高强度钢是一种在现代工程材料中具有重要地位的材料。
它以其卓越的力学性能和优异的耐腐蚀性能而受到广泛关注。
本文将探讨超高强度钢的制备方法、特性和应用领域。
制备方法
超高强度钢的制备方法主要包括热处理、合金设计和工艺优化。
通过合理的热处理过程，可以调控钢材的结构和性能。
合金设计则是通过添加特定元素，调整钢材的组织结构，提高其强度和耐久性。
工艺优化包括热压成型、热轧等工艺，在制备过程中对钢材进行加工和调整，以获得更好的性能。
特性
超高强度钢具有高强度、高硬度、优异的韧性和良好的耐磨性。
这些特性使得超高强度钢在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有着广泛的应用前景。
与普通钢相比，超高强度钢具有更高的强度和更轻的重量，可以减少结构的重量，提高材料的使用效率。
应用领域
超高强度钢在汽车轻量化领域有着重要的应用。
通过使用超高强度钢，可以减轻汽车的质量，提高燃油效率，降低尾气排放。
此外，超高强度钢还被广泛应用于航空航天领域，用于制造飞机机身、发动机等部件，提高飞机的安全性和性能。
总的来说，超高强度钢作为一种重要的工程材料，在现代工程中发挥着重要的作用。
随着科学技术的不断进步，超高强度钢的应用范围将会不断扩大，为人类创造出更多的可能性。
以上是关于超高强度钢的简要介绍，希望能对读者有所启发。
如果您对超高强度钢感兴趣，可以深入了解其相关知识，探索更多应用领域。
谢谢阅读！。
超高强度钢的发展及展望摘要：超高强度钢是一种在常规合金结构钢基础上发展而成的超高强度高韧性合金钢。
其在航空等相关行业中的应用较为广泛，基于此，文章首先对超高强度钢的分类以及相关应用进行了分析，接着对其发展前景进行介绍，希望能够提供相关借鉴。
关键词：超高强度钢；发展；前景引言近年来，我国的军工、冶金、矿山、航空航天以及航海等相关的行业随着科学技术的进步得到了迅速的发展，这也就意味着将会有越来越多的目光集中在超高强度钢的研制以及应用中。
在常温状态下，超高强度钢的拉伸强度高于1470MPa，屈服强度则大于1380MPa。
在我国的航空起落架、精密齿轮以及高端轴承钢中对其的应用较为广泛，可以作为高端产品的理想选择。
超高强度钢的性能和很多因素都有着较大的关系，其中主要包括了化学成分、内部组织、负载以及外部环境等，这也就意味着未来超高强度钢的主要研究和发展方向要朝着低成本以及绿色环保的方向发展。
1.超高强度钢发展和应用目前我国超强钢主要可以从合金成分的总量和冶金特性来进行分类。
按照合金元素的总量，可以分为低、中高三种，其中，总合金含量在5.0wt%～10.0wt%之间，低合金超高强度钢低于5.0wt%，超过10.0wt%的是高合金超高强度钢，中间是中高合金超高强度钢。
按照其冶金特性，可以将其划分为低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢以及超高强度马氏体时效钢。
下面将根据第二类来说明。
1.1低合金超高强度钢的发展及应用情况低合金超高强钢是一种低合金马氏体结构钢，其合金元素含量低于5.0wt%，其主要原因是马氏体中的碳含量。
1950年，美国首先研制出AISI4340超高强钢，它的主要用途是用于飞机的升降平台。
采用 Mo、 Ni、 Cr、 Si、 Vi等主要合金元素，经淬火-低温回火处理后，其屈服强度超过1300 MPa。
该产品的碳含量应控制在0.30wt%~0.50wt%之间，以获得高强度、高塑性、高韧性和焊接性能。
合金结构钢的定义与分类一、调质钢经受淬火和在AC1以下进行回火的热处理钢称为调质钢。
传统的调质钢是指淬火和高温火钢调质钢是机械制造行业中应用十分广泛的重要材料之一。
调质钢在化学成分上的特点是，碳含量为0.3—0.5%，并含有一种或几种合金元素。
具有较低或中等的合金化程度。
钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。
热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并在500℃--650℃回火。
热处理后的金相组织是回火索氏体。
这种组织具有强度、塑性的韧性的良好配合。
调质钢的质量要求，除一般的冶金方面的代倍和高倍组织要求外，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。
在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。
由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低。
脆性破坏抗力较大。
但也存在特有的高温回火脆性。
大多数调质钢为中碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）在490—1200MPao以焊接性能为突出要求的调质钢。
，为低碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）一般为4901—800MPa，有很高的塑性和韧性。
少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度（σ0.2）可到1400MPa以上，属高强度的超高强度调质钢。
常用的合金调质钢按淬透性的强度妥为四类：①低淬透性调质钢;②中淬透性调质钢；③较高淬透性调质钢；④高淬透性调质钢。
二、渗碳钢具有高碳的耐磨表层和低碳的高强韧性心部，能承受巨大的冲击载荷、接触应力和磨损。
汽车、工程机械和机械制造等行业中，大量使用的齿轮，是渗碳钢应用中最具代表性实例。
渗碳钢常用的合金钢系列主要是Cr-Mn系、Cr-Mo系和Cr-Ni-Mo系等。
保证渗碳钢心部的组织和性能的核心是淬透性。
一般用途的渗碳件的心部组织为50%左右的马氏体加其它非马氏体组织。
重要用途（如航空渗碳齿轮），心部组织亦应为马氏体或马氏体/贝氏体组织。
高强度钢的概念
一、引言
高强度钢是一种具有优异力学性能的钢材，广泛应用于建筑、汽车、航空航天、船舶等各个领域。
本文档旨在介绍高强度钢的概念，包括抗拉强度、屈服强度、韧性、耐腐蚀性以及加工性能等方面。
二、抗拉强度
抗拉强度是高强度钢的主要力学性能指标之一，它表示钢材在拉伸过程中所能承受的最大拉力。
高强度钢的抗拉强度通常高于普通钢材，能够承受更大的拉伸应力。
三、屈服强度
屈服强度是钢材在受力过程中发生屈服现象时的应力值。
高强度钢的屈服强度也高于普通钢材，能够承受更大的变形和应力。
四、韧性
韧性是钢材在冲击或变形过程中吸收能量的能力。
高强度钢具有良好的韧性，能够承受大的变形和冲击而不发生断裂。
五、耐腐蚀性
高强度钢通常具有较好的耐腐蚀性，能够抵抗大气、海水等环境中的腐蚀介质。
这主要得益于钢材表面的氧化膜和内部合金元素的防腐作用。
六、加工性能
高强度钢的加工性能较好，易于进行切割、弯曲、焊接等加工操作。
同时，高强度钢还具有良好的可焊性和可塑性，能够满足各种复杂形状的加工需求。
七、结论
高强度钢具有优异的力学性能和良好的耐腐蚀性，广泛应用于各个领域。
在选择和使用高强度钢时，需要根据具体的应用场景和需求，综合考虑其抗拉强度、屈服强度、韧性、耐腐蚀性以及加工性能等因素。
钢质量等级分类依据钢材是一种常见而重要的材料，被广泛应用于建筑、制造业和交通工具等领域。
钢材质量等级的分类是评估钢材质量的重要标准之一，对于确保钢材的安全性和可靠性具有重要意义。
下面将根据钢材质量等级分类的不同要求，分别进行介绍。
一、一般钢材一般钢材是最常见的钢材品种，其质量等级主要根据化学成分和力学性能来划分。
一般钢材的化学成分包括碳、硅、锰、硫、磷等元素的含量，这些元素的含量直接影响钢材的强度、韧性和可焊性等性能。
力学性能主要包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标，这些指标反映了钢材在受力时的性能表现。
二、高强度钢材高强度钢材是一类具有较高强度和良好塑性的钢材，其质量等级主要根据抗拉强度来划分。
高强度钢材的抗拉强度通常大于500MPa，具有高强度和优良的延展性，被广泛应用于建筑结构、桥梁工程和汽车制造等领域。
高强度钢材的应用可以减少材料的使用量，降低工程成本，同时提高结构的安全性和可靠性。
三、耐候钢材耐候钢材是一类具有良好耐候性能的钢材，其质量等级主要根据抗腐蚀性能来划分。
耐候钢材通过添加合适的合金元素，形成一层致密的氧化膜，可以有效抵御大气中的氧化、腐蚀和风化等侵蚀。
耐候钢材具有较高的耐候性能和良好的机械性能，被广泛应用于户外建筑、桥梁工程和风力发电等领域。
四、耐热钢材耐热钢材是一类具有良好耐高温性能的钢材，其质量等级主要根据耐高温性能来划分。
耐热钢材可以在高温环境下保持较好的力学性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于石油化工、电力工业和航空航天等领域。
耐热钢材的耐高温性能取决于合金元素的选择和含量，同时也受到钢材的组织结构和热处理工艺等因素的影响。
五、特殊钢材特殊钢材是一类具有特殊性能和用途的钢材，其质量等级主要根据特殊性能和用途来划分。
特殊钢材的种类繁多，包括不锈钢、弹簧钢、工具钢、轴承钢等。
特殊钢材具有特殊的化学成分和力学性能，可以满足特定领域的需求，被广泛应用于制造业、航空航天和医疗器械等高端领域。
超高强度钢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。
50年代以后，相继研制成功多种低合金和中合金超高强度钢，如300M、D6AC和H一11钢等。
60年代研制成功马氏体时效钢，逐步形成18Ni马氏体时效钢系列，70年代中期，美国研制成功高纯度HP310钢，抗拉强度达到2200MPa。
法国研制的35NCDl6钢，抗拉强度大于1850MPa，而断裂韧度和抗应力腐蚀性能都有明显的改进。
80年代初，美国研制成功AFl410二次硬化型超高强度钢，在抗拉强度为1860MPa时，钢的断裂韧度达到160 MPa·m以上，AFl410钢是目前航空和航天工业部门正在推广应用的一种新材料。
中国于50年代初研制成功30CrMnSiNi2A超高强度钢，抗拉强度为1700MPa。
70年代初，结合中国资源条件，研制成功32Si2Mn2MoVA和40CrMnSiMoVA(GC一4)钢。
1980年以来，从国外引进新技术，采用真空冶炼新工艺，先后研制成功45CrNiMoVA (D6AC)、34Si2MnCrMoVA (406A)、35CrNi4MoA、40CrNi2Si2MoVA(300M)和18Ni马氏体时效钢，成功地用于制做飞机起落架、固体燃料火箭发动机壳体和浓缩铀离心机简体等。
目前超高强度钢已形成不同强度级别系列，在国防工业和经济建设中发挥着重要的作用。
现在，以改变合金成分提高超高强度钢的强度和韧性已很困难。
发展超高强度钢的主要方向是开发新工艺、新技术，提高冶金质量，如采用真空冶炼技术，最大限度降低钢中气体和杂质元素含量，研制超纯净超高强度钢；通过多向锻造和形变热处理，改变钢的组织结构和细化晶粒尺寸，从而提高钢的强度和韧性，例如正在发展的相变诱发塑性钢(TRIP钢)等。
一超高强度钢的合金成分、组织和特性(1)中碳低合金超高强度钢此类钢是通过淬火和回火处理获得较高的强度和韧性，钢的强度主要取决于钢中马氏体的固溶碳浓度。
含碳量增加，钢的强度升高；而塑性和韧性相应降低。
因此，在保证足够强度的原则下，尽可能降低钢中含碳量，一般含碳量在0.30～0.45％。
钢中合金元素总量约在5％左右，Cr、Ni和Mn在钢中的主要作用是提高钢的淬透性，以保证较大的零件在适当的冷却条件下获得马氏体组织，Mo、W和v的主要作用是提高钢的抗回火能力和细化晶粒等。
几种典型钢种的化学成分如表2·12．1。
该类钢通过淬火处理，在Ms点温度以下发生无扩散相变，形成马氏体组织。
采用适宜的温度进行回火处理，析出ε—碳化物，改善钢的韧性，获得强度和韧性的最佳配合。
提高回火温度(250—450℃回火)时，板条马氏体的ε—碳化物发生转变和残留奥氏体分解形成Fe3C渗碳体，钢的韧性明显下降，此现象称为回火马氏体脆性。
产生此种回火脆性的原因主要是由于钢中的硫、磷等杂质元素在奥氏体晶界偏聚和渗碳体沿晶界分布，降低了晶界结合强度。
300M钢等含有1.5％硅，能有效地仰制ε—碳化物转变和残留奥氏体分解，使钢的回火马氏体脆性温度提高到350～500℃。
硅在钢中只能提高回火马氏体脆性区的温度，但并不能减轻或消除此种脆性。
因此，只有降低钢中硫、磷等杂质元素的含量才能有效地消除超高强度钢的回火马氏体脆性。
中国研制的40CrNi2Si2MoVA钢是一种强度高，纯洁度要求严的低合金超高强度钢。
采用精炼脱硫的原材料，经过真空感应炉和真空白耗炉两次真空冶炼工艺，钢中硫和磷含量分别降低到0.002～0.003％和0.005～0.008％，明显改善了大截面锻件的横向塑性和韧性。
在抗张强度为1925MPa条件下，钢的断裂韧度达到85.1MPa√m。
经疲劳试验证明，用于制造飞机起落架可使寿命延长三倍以上，达到起落架与飞机机体同寿命的世界先进水平。
45CrNiMoVA和34Si2MnCrMoVA钢采用真空冶炼工艺，提高了钢的冶金质量。
当抗张强度在1600和1800MPa条件下，其断裂韧度分别达到105和93.6MPa√m。
用于制造中远程和近程固体燃料火箭发动机壳体取得了良好的效果。
(2)二-次硬化钢 H—11钢是最早研制成功和使用的中合金超高强度钢。
钢的含碳量约0.40％，含铬5％。
钢的淬透性高，一般零件在空气冷却条件下即可获得马氏体组织。
经500C 回火时，析出M2C(M表金属元素)和V4C3，产生二次硬化效应，钢的强度达到1962MPa以上。
该类钢具有较高的中温强度，除用于制做热作模具外还制做飞机发动机后框架等，在400～500℃工作条件下能承受较高的应力。
9Ni-4Co系列钢是高韧性超高强度钢，按照强度级别含碳量范围0.20～0.45％，通常使用的有HP9—4—20和HP9—4—30，含碳量分别为0.20％和0.30％。
该类钢经820℃加热后油淬，450～550℃回火，抗张强度为1400～1600MPa，断裂韧度达到90MPa√m以上。
AFl410钢近年来受到了航空和航天部门的极大重视，该类钢含有M、Co、Cr和Mo等合金元素(表2·12．2)，经固溶和油淬处理形成高位错密度板条马氏体，在板条边界分布有少量残留奥氏体。
时效处理析出弥散分布的合金碳化物，从而获得高强度和高韧性。
从表2·12·2看出，钢中琉、磷含量控制到极低的水平，氮和氧分别为3ppm和7ppm。
因此，AFl410钢必须选用低硫、磷精料，采用真空感应和真空自耗重熔双联工艺，获得超纯净钢。
经油淬和时效处理，抗拉强度为1620MPa，断裂韧度达到190 MPa·m。
加入稀土金属可改变非金属夹杂物的形态和分布，进一步提高钢的韧性。
AFl410钢不仅强度高，韧性好，可焊性好，并且具有较高的抗应力腐蚀性能。
(3)马氏体时效钢该类钢含碳量极低，含有18～25％Ni。
当加热到高温时得到稳定的奥氏体组织，在空冷条件下可完全转变形成微碳马氏体。
Co在钢中的作用是提高Ms点，减少残留奥氏体量，降低Mo在马氏体中的固溶度，增加Mo的沉淀强化效应。
马氏体时效钢经固溶和时效处理，析出金属间化合物Ni3Mo、Ni3Ti和Ni3A1等产生弥散强化效应。
其中性能好，使用最广泛的是18Ni马氏体时效钢。
根据Mo和Ti含量不同，可获得几种强度级别的钢种(表2．12·3)。
马氏体时效钢在固溶处理后为超低碳马氏体组织，加工硬化指数低，冷加工成型性好。
在固溶状态下可焊性好，采用钨极氩气保护焊不需要预热和后热。
热处理时零件变形小，尺寸稳定。
但合金元素含量高致使钢的成本增高。
马氏体时效钢具有独特的优点，在较高的强度条件下使用安全可靠性好，固体火箭发动机壳体用18Ni马氏体时效钢，使用强度为1750MPa，浓缩铀离心分离机旋转简体用马氏体时效钢，使用强度达到2450MPa。
二超高强度钢的力学性能(1)超高强度钢的断裂韧性表2·12·4列出了几种典型超高强度钢的强度和韧性。
过去，随着使用强度不断提高，超高强度钢对缺口和裂纹的敏感性增大。
70年代初，随着断裂力学的发展，断裂韧度已成为衡量超高强度钢韧性的重要指标。
一般来说，钢的强度提高，往往断裂韧度降低。
如200级18Ni马氏体时效钢，当加载到钢的屈服强度时，不发生脆性断裂的部件表面允许存在的临界裂纹尺寸为8mm。
如果选用350级马氏体时效钢，当加载到屈服强度时，不发生脆性断裂允许存在的裂纹尺寸只有0.25mm。
如此微小的裂纹用无损探伤的方法是很难发现的。
因而就有发生低应力脆性破断的危险。
只有提高钢的断裂韧度，增加部件中容许存在的临界裂纹尺寸，才能提高钢的使用应力，充分发挥材料的潜力。
钢的断裂韧度取决于合金成分、组织结构和冶金质量。
图2 ·12.l为几种超高强度钢的断裂韧度(KIc)与抗拉强度(σb)的对应关系。
可以看出，材料的断裂韧度随抗拉强度升高而降低。
在相同的强度水平时，马氏体时效钢的断裂韧度最高。
不断提高超高强度钢的断裂韧度仍然是材料研究的一项重要任务。
(2)超高强度钢的抗腐蚀性能在介质环境中外加负荷远低于材料的过载断裂应力时超高强度钢就会发生应力腐蚀滞后脆性断裂。
超高强度钢在水介质中的应力腐蚀是氢致开裂过程，它受材料和环境中的氢所控制。
裂纹前沿的氢离子得到电子后生成氢原子进入钢中。
由于应力诱导扩散，氢原子向裂纹尖端最大三向应力处集聚，当富集的氢浓度达到某临界值时，材料就会发生滞后塑性变形，从而导致应力腐蚀裂纹的产生和扩展。
材料的应力腐蚀界限强度因子(KIscc)和裂纹扩展速率 (da／dt)反应了钢的本质特性，它主要取决于钢的化学成分、显微组织和冶金质量。
如图2．12，2所示，钢的KIxc随。
0.2升高而降低。
当钢的强度增加，使裂纹尖端的弹性应力场增强，促使氢向裂纹前沿集聚的驱动力增大，则比较容易达到氢浓度临界值，从而加速裂纹的形核和扩展。
选用高韧性材料，提高钢的纯净度和采用合适的热处理工艺都是提高钢的应力腐蚀滞后断裂性能的有效措施。
(3)超高强度钢的疲劳性能在承受交变载荷作用下超高强度钢的疲劳寿命主要取决于钢的疲劳强度极限和疲劳裂纹扩展速率(见2·8)。
几种超高强度钢的疲劳强度极限见表2．12.5。
钢的疲劳性能主要取决于钢的强度和韧性。
提高钢的冶金质量，改变钢中非金属夹杂物的形状、数量和分布对疲劳性能具有显著的影响。
三超高强度钢的新工艺、新技术(1)改进冶炼工艺采用真空自耗重熔或真空感应炉和真空自耗炉双联冶炼工艺，对改善超高强度钢的韧性有显著的效果。
断裂力学理论表明，钢的断裂韧度与钢中非金属夹杂物的平均间距的平方根成正比。
减少夹杂物的数量，增大夹杂物的平均间距，则断裂韧度提高。
图2·12·3为三种冶炼工艺的18Ni马氏体时效钢的KIc与σ0.2的对应关系。
可以看出，在相同强度下，双真空冶炼钢的KIc值最高。
飞机起落架用300M钢选用低硫、磷原料，采用双真空冶炼，钢中氢气降低到0.72ppm，硫含量降低到0.003％以下，明显改善大截面的横向塑性，横向断面收缩率与纵向的比值提高到0.80以上。
断裂韧度达到83MPa·m。
(2)改善热处理工艺 4340钢和300M钢采用1200℃高温淬火后，奥氏体晶粒尺寸由20μm增大到200μm左右。
由于高温加热，使碳化物充分溶解，减少第二相在晶界形核，并在马氏体板条边界形成厚100～200A残留奥氏体薄膜。
从而提高了钢的断裂韧度。
300M钢高温淬火后的断裂韧度提高到91.2 MPa·m。
但是由于晶粒粗大，冲击韧性明显下降。
形变热处理已经广泛用于提高超高强度钢的强度和韧性。
