中合金超高强度钢

中文名称

中合金超高强度钢

英文名称

medium alloy ultra-high strength steel

定　　义

合金元素含量在5%~10%的中碳超高强度钢。

应用学科

材料科学技术（一级学科），金属材料（二级学科），钢铁材料（三级学科），钢铁材料品种（四级学科）

中文名称

低合金超高强度钢

英文名称

low alloy ultra- high strength steel

定　　义

合金元素含量低于5%的中碳超高强度钢。

应用学科

材料科学技术（一级学科），金属材料（二级学科），钢铁材料（三级学科），钢铁材料品种（四级学科）

高合金超高强度钢是合金元素含量大于10%的超高强度钢。常见的有二次硬化钢、沉淀硬化不锈钢和马氏体时效钢等。

中文名称

高合金超高强度钢

英文名称

high alloy ultra-high strength steel

定　　义

合金元素含量大于10%的超高强度钢。常见的有二次硬化钢、沉淀硬化不锈钢和马氏体时效钢等。

应用学科

材料科学技术（一级学科），金属材料（二级学科），钢铁材料（三级学科），钢铁材料品种（四级学科）

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。

低合金钢

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。

马氏体时效钢

典型钢种有18Ni马氏体时效钢，含碳小于0.03%，镍约18%，钴8%。根据钼和钛含量不同，钢的屈服强度分别可达到140、175和210kgf/mm²。从820～840℃固溶处理冷却到室温时，转变成微碳Fe-Ni马氏体组织，其韧性较Fe-C马氏体为高，通过450～480℃时效，析出部分共格金属间化合物相（Ni3Ti、Ni3Mo），达到较高的强度。镍可使钢在高温下得到单相奥氏体，并在冷却到室温时转变为单相马氏体，而具有较高的塑性。同时镍也是时效强化元素。钴能使钢的马氏体开始转变温度升高，避免形成大量残留奥氏体。这类钢的特点是强度高，韧性高，屈强比高，焊接性和成形性良好；加工硬化系数小，热处理工艺简单，尺寸稳定性好，常用于制造航空器、航天器构件和冷挤、冷冲模具等。

Ni-4Co型钢

含9%镍使钢固溶强化和提高韧性，加 4%钴的作用在于尽量减少钢中残留奥氏体量，钼和铬是为了产生沉淀硬化效应。含碳 0.20～0.30%时，抗拉强度可达130～160kgf/mm²，断裂韧度达400kgf/mm帮以上。综合性能好，抗应力腐蚀性高，具有良好的工艺性能，常用于航空、航天工业。

沉淀硬化钢

简称PH不锈钢，是在不锈钢的基础上发展起来的具有抗腐蚀性能的超高强度钢。合金元素总含量约为22～25%。按高温固溶处理后冷至室温时显微组织的不同，可分为奥氏体型、半奥氏体型和马氏体型三类。典型钢种有0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al，抗拉强度约为160kgf/mm²。这类钢有良好的耐蚀性、抗氧化性。钢的强化是通过固溶处理、冷处理或形变后再时效，析出弥散沉淀相而实现的。这类钢主要用于制造高应力耐腐蚀的化工设备零件、航空器结构件和高压容器等。