超高强度钢的意义

洁度，并在表面层形成一定深度的冷作硬化层。挤压强化使孔内壁强化层由于塑性变形而产生大量的位错圈、位错网和位错缠结，使位错密度升高，内应力增加，提高了屈服强度。由于内表面层形成残余压应力和表面光洁度提高，也能进一步降低内孔表面缺陷的有害影响，例如30CrMnSiNi2A钢经挤压强化，疲劳强度极限由315MPa提高到600MPa。

γ→αδηθβζ0.2φωψρπμν

ζs ζb ε

γ＋α

超高强度钢

ultrahigh-strength steels

应用于制造承受较高应力结构件的合金钢类，一般屈服强度大于120kgf/mm2、抗拉强度大于140kgf/mm2。

20世纪40年代中期,美国研制成Cr-Mo钢(AISI4130)和Cr-Ni-Mo钢(AISI 4340)，经淬火和低温回火后,抗拉强度分别为170和190kgf/mm2。50年代初，在AISI 4340钢的基础上加入Si和V,制成300M，抗拉强度达190～210kgf/mm2。1960年，国际镍公司制成马氏体时效钢,抗拉强度约为180kgf/mm2,断裂韧度高达390kgf/mm帮。70年代，美国在300M基础上降C增Si,改善韧性,发展成HP310钢；在马氏体时效钢的基础上研究成AF1410钢，抗拉强度为170kgf/mm2,断裂韧度达400kgf/mm帮（见断裂韧性试验）。

中国从50年代开始研究和生产超高强度钢，已有多种钢号的产品，主要有SiMnMoV、SiMnCrMoV和加有稀土元素的SiMnCrMoV系列钢，抗拉强度为170～190kgf/mm2，断裂韧度可达250～280kgf/mm帮。

超高强度钢必须具有高的抗拉强度，和保持足够的韧性,还要求比强度(强度与密度之比)大和屈强比(σs/σb)高，以减轻构件的重量，而且要有良好的焊接性和成形性等工艺性能。 类别 按照合金化程度及显微组织，超高强度钢可分为低合金、中合金和高合金超高强度钢三类。在高合金超高强度钢中又有马氏体时效钢和沉淀硬化不锈钢等（见金属的强化）。 低合金超高强度钢 是由调质结构钢发展起来的，含碳量一般在0.3～0.5％，合金元素总含量小于5％,其作用是保证钢的淬透性，提高马氏体的抗回火稳定性和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，显微组织为回火板条马氏体，具有较高的强度和韧性。如采用等温淬火工艺，可获得下贝氏体组织或下贝氏体与马氏体的混合组织，也可改善韧性。这类钢合金元素含量低，成本低,生产工艺简单,广泛用于制造飞机大梁、起落架构件、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。

中合金超高强度钢 热作模具钢的改型钢，典型钢种有4Cr5MoSiV钢。这类钢的含碳量约0.4％，合金元素总含量约8％,具有较高的淬透性，一般零件经高温奥氏体化后，空冷即可获得马氏体组织，500～550℃回火时，由于碳化物沉淀产生二次硬化效应，而达到较高的强度。这类钢的特点是回火稳定性高,在500℃左右条件下使用，仍有较高的强度，一般用于制造飞机发动机零件。