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1.1 超高强度钢概述
超强度钢是当今材料学科研究的重点。这一类钢在经济、军事、民生等方面有非常广泛的应用。此类钢除了大量应用于导弹外壳、飞机骨架和起落架和发动机外壳等部件之外，由于超强度钢具有很强的能量吸收能力，所以在承重器件方面也得到了广泛的应用，例如汽车钢材和桥梁钢材。
航空航天，军工等领域需要强度高，韧性好同时耐腐蚀的钢材，目前为止没有其他材料能够在综合力学性能方面与超强度钢比较。所以在未来一段很长的时间超强度钢在材料中的位置无可取代。
1.1.1 二次硬化超高强度钢
二次硬化超高强度钢是从例如Hll（4Cr5MoVSi,含5％Cr，1.3％Mo，0.5％V）、H13(4Cr5Mv1Si)等热变形模具钢移植来的[4-6]。主要的合金元素为V、Mo、Cr、W等由碳化物形成的元素，它的合金含量较高。所以这种钢淬透性比较高,它一般是使用淬火、回火后弥散析出的M7C3、M2C、MC等特殊的碳化物沉淀,达到能够产生二次硬化效应所需的强度,因为此类钢当处在温度比较高的环境中时具有比较高的比强度,因此此类钢适用于中高温。按照含碳量不同，二次硬化钢包括了：20Ni9Co4CrMo1V、25Ni9Co4CrMoV、30Ni9Co4CrMo1V、45Ni9Co4CrMoV和后来发展起来的9Ni-4Co型（含9％Ni和4％Co）和10Ni-14Co（含10％Ni和14％Co）型超高强度钢,一般随着碳含量的增加钢的韧性也随之下降，在热处理之后不仅可以使得具有强韧性,还能够使其具有很好的焊接性以及热稳定性,可以在中高温下长期使用，可惜的是假如室温下使用这类钢,它的性能和低合金超高强度钢相似,失去了部分特性，也就没有了在中高温下使用能达到的那么好的效果。我国一直在二次硬化钢上寻求技术革新，已经研发出了具有我国特色的G99和G50新型超强度钢。
1.1.2 高合金超低碳马氏体时效钢
高合金超低碳马氏体时效钢是由低碳马氏体相变强化和时效强化累叠在一起产生的高强度合金钢。这种合金钢主要成分是C、Fe和Ni，另外还加入了Co、Mo和Ti等元素。（在超高强度钢的时效元素中各个时效元素的强化效果各有不同，其中的Ti最明显）。其中C的含量不超过0.03％，最好是0.01％。像C、N、S和P等杂质含量必须控制在比较低的范围内，这样做的目地就是使其得到的基体具有很好的塑形以及韧性，比较低的C含量可以提高钢的加工性能、耐腐蚀性能和焊接性能。Ni元素是其主要的合金元素 ,Ni提高了钢材的淬透性，并且提高了塑性变形性，而且还能够使得钢材的应力松弛,到达降低脆性断裂的效果。与其他超高强度钢相比马氏体时效钢具更优秀的性能,缺点是要用到很高的合金元素并且生产工艺的严格要求，让这类钢的生产成本变高，限制了应用。[7-9]
1.1.3 低合金超高强度钢的研究现状