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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AISI4340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AISI4130、4140、4330或4340的改进型钢种。AISI4340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，AISI4130、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。该钢通过添加

了1％至2％的硅来提高回火温度（260至315摄氏度），并可抑制马氏体回火脆性。另外，

通过调整碳含量和添加少量钒，又开发了AMS6434和LadishD6AC钢。20世纪80年代，

中国通过对AISI4330的改进，研制开发了高强韧性能的685和686装甲钢。在AISI4340的

基础上，中国还研制了新型超高硬度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都比较差，因而其应用受到了一定的限制。

2.二次硬化超高强度钢

随着航空工业的快速发展，开发强度高、断裂韧性好、可焊接性好的新型航空材料成为发展

方向。研究者于20世纪70年代开发了HY180钢。为了达到航空构件材料的损伤容限和耐

久性，70年代末Speich和Chendhok等在对Fe10Ni系合金钢进行的研究基础上，对HYl80

进行了改进，开发了AF1410超高强度合金钢，该钢经830℃油淬正510℃时效后，σ0.2大

于等于1517MPa，KⅠc大于等于154MPam1/2。因此该钢以极高的强韧性、良好的加工性

能和焊接性能成为受航空界欢迎的一种新型高强度钢。

在保持AF1410超高强度合金钢良好韧性的基础上，为进一步提高其强度及在海水环境中

的抗应力腐蚀开裂性能和降低韧脆性转变温度，1991年Hemphill等开发了Aermet100超

高强度合金钢。该钢与AF1410钢相比，强度有了进一步提高（屈服强度提高到2000MPa），

但韧性稍有下降（断裂韧性为115MPam1/2）。

中国近年来一直在二次硬化钢上寻求突破，现在已经成功地研制出具有中国特色的G99和

G50新型超高强度钢。G50是一种经济型无钴低合金超高强度钢，是中国自行研制的用于

航天的专利钢种，其主要特点是成本低、高强高韧。

中国超高强度钢的研究进展

1.低合金超高强度钢

中国低合金