所有高強度鋼和先進高強度鋼性能彙總
1、“超高強度鋼”的定義是相對於時代要求的技術進步程度而在變化的。一般講，屈服強度在1 370MPa(140 kgf/mm2)以上，抗拉強度在1 620 MPa(165 kgf/mm2)以上的合金鋼稱超高強度鋼。
分類
按其合金化程度和顯微組織分為低合金中碳馬氏體強化超高強度鋼、中合金中碳二次沉澱硬化型超高強度鋼、高合金中碳Ni—Co型超高強度鋼、超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼、半奧氏體沉澱硬化型不鏽鋼等。
低合金
低合金中碳馬氏體強化型超高強度鋼(MART)是在低合金調質鋼的基礎上發展起來的，合金元素總量一般不超過6%。主要牌號包括傳統的鎳鉻鉬調質鋼4340(40CrNiMo)，碳含量0.45%的鎳 鉻 鉬 釩 鋼D6AC(45 CrNiMoV)，碳含量0.30%的鉻 錳 硅 鎳 鋼(30CrMnSiNi2A)，在4340鋼基礎上通過加入硅(1.6%)和釩(0.1%)而研製成的300M 鋼(43CrNiSiMoV)以及不含鎳的硅錳鉬釩或硅錳鉻鉬釩等。通過真空熔鍊降低鋼中雜質元素含量，改善鋼的橫向塑性和韌性，由於鋼中合金元素含量較低，成本低，生產工藝簡單，廣泛用於飛機大梁、起落架、發動機軸、高強度螺栓、固體火箭發動機殼體和化工高壓容器等。
中合金
中合金中碳二次沉澱硬化型超高強度鋼是從5%Cr型模具鋼移而來的。由於它在高温回火狀態下有很高的強度和較滿意的塑性和韌性，抗熱性好，組織穩定，用於飛機起落架、火箭殼體等。典型鋼種為H11和H13等。其主要成分為：C 0.32%--0.45%;Cr 4.75%--5.5%;Mo 1.1%--1.75%;Si 0.8%--1.2%。
高合金
高合金中碳Ni—Co(9Ni--4Co--××)型超高強度鋼，是在具有高韌性、低脆性轉變温度的9%Ni型低温鋼的基礎上發展起來的。在9%Ni鋼中添加鑽是為了提高鋼的Ms(馬氏體轉變)温度，減少鋼中的殘餘奧氏體，同時，鑽在鎳鋼中起固溶強化作用，還通過加鑽來獲得鋼的自回火特性，從而使這類鋼具有優良的焊接性能。碳在這類鋼中起強化作用。鋼中還含有少量鉻和鉬，以便在回火時產生彌散強化效應。主要牌號有HP9-4-25，HP9-4-30，HP9-4-45以及改型的AF1410(0.16%C-10%Ni-14%Co-1%Mo-2%Cr-0.05%V)等。這類鋼綜合力學性能高。抗應力腐蝕性好，具有良好的工藝性能和焊接性能，廣泛用於航空、航天和潛艇殼體等產品上。
超低碳
超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼，通常稱馬氏體時效鋼。鋼的基體為超低碳的鐵鎳或鐵鎳鈷馬氏體。其特點是，馬氏體形成時不需要快冷，可變温及等温形成;具有體心立方結構;硬度約為HRC20，塑性很好;再加熱時不出現像在低碳馬氏體中發生的回火現象，並有很大的逆轉變温度遲滯，因而可以在較高温度進行馬氏體基體內的時效硬化。在這樣的.高鎳馬氏體中含有能引起時效強化的合金元素，藉助於時效強化，從過飽和的馬氏體中析出彌散分佈的金屬間化合物，使鋼獲得高強度和高韌性。按鎳含量，馬氏體時效鋼分為25%Ni、20%Ni、18%Ni和12%Ni等類型。18%Ni型應用較廣，為含有鉬、鈦等強化原素的超低碳鐵-鎳(18%)-鑽(8.5%)合金，包括3個牌號：18%Ni(200)、18%Ni(250)、和18%Ni(300)(200、250、300為抗拉強度等級，單位為Ksi)。這種鋼是通過金屬間化合物的析出使鋼強化。借無碳的馬氏體基體取得高塑性，最後達到很高的強度塑性配合。這類鋼具有良好的成形性能、焊接性能和尺寸穩定性，熱處理工藝也較簡單，用於航空、航天器構件和冷擠、冷衝壓模具等。
半奧氏體
半奧氏體沉澱硬化型不鏽鋼是一類高合金的超高強度鋼，如常見的17-7PH(OCr17Ni7Al)、PH15-7Mo(OCr15Ni7Mo2Al)和AFC-77(15Cr15Mo5Co14V)等。這類鋼經固溶化處理，冷卻到室温為奧氏體組織，再經過冷加工、冷處理或者加熱到750℃進行調整處理後，奧氏體轉變為馬氏體。最後在400-550℃時效，便得到在回火馬氏體基體上彌散分佈着第二相強化組織的超高強度鋼。這類鋼在315℃以上長時間使用時，會因為金屬間化合物沉澱而使材料變脆，所以使用温度要限制在315℃以下。這類鋼主要用於製造航空器件構件、高壓容器和高應力腐蝕化工設備零件等。
高強度鋼板是指牌號Q420鋼，強度高，特別是在正火或正火加回火狀態有較高的綜合力學性能。主要用於大型船舶，橋樑，電站設備，中、高壓鍋爐，高壓容器，機車車輛，起重機械，礦山機械及其他大型焊接結構件。
2、先進高強度鋼，也稱為高級高強度鋼，其英文縮寫為AHSS(Advanced High Strength Steel)。國際鋼鐵協會( IISI) 先進高強鋼應用指南第三版中將高強鋼分為傳統高強鋼(Conventional HSS) 和先進高強鋼(AHSS) 。傳統高強鋼主要包括碳錳鋼(C -Mn)、烘烤硬化(BH) 鋼、高強度無間隙原子(HSS -IF) 鋼和高強度低合金(HSLA) 鋼;AHSS 主要包括雙相鋼(DP)、相變誘導塑性(TRIP) 鋼、馬氏體(M) 鋼、復相鋼(CP)、熱成形(HF) 鋼和孿晶誘導塑性(TWIP) 鋼;AHSS的強度在500MPa到1500MPa之間，具有很好吸能性，在汽車輕量化和提高安全性方面起着非常重要的作用，已經廣泛應用於汽車工業，主要應用於汽車結構件、安全件和加強件如A/B/C柱、車門檻、前後保險槓、車門防撞樑、橫樑、縱梁、座椅滑軌等零件; DP鋼最早於1983年由瑞典SSAB鋼板有限公司實現量產。
分類
雙相鋼
雙相鋼組成是鐵素體基體包含一個堅硬的第二相馬氏體。通常強度隨着第二相的體積分數的增加而增加。在某些情況下，熱軋鋼需要在邊緣提高抗拉強度(典型的措施是通過空穴的擴張能力)，這樣熱軋鋼便需要具有了大量的重要的貝氏體結構。
在雙相鋼中，在實際冷卻速度中形成的馬氏體中的碳式鋼的淬硬性增加。錳、鉻、鉬、釩、和鎳元素單獨添加或聯合添加也能增加鋼的淬硬性。碳、硅和磷也加強了作為鐵素體溶質的馬氏體的強度。
高強度及高延性鋼(TRIP)
高強度及高延性鋼的微觀組織是在鐵素體基體中還保留着殘餘奧氏體組織。除了體積分數最少為5%的殘餘奧氏體外，還存在着不同數額的馬氏體和貝氏體等堅硬組織。
多相鋼
具有代表性的多相鋼需要很高的抗拉強度極限才能轉變成鋼。多相鋼的組成是有細小的鐵素體組織和體積分數較高的堅硬的相，並且細小的沉澱使其強度進一步加強。和雙相鋼和高強度、高延性鋼一樣，多相鋼也包含了很多和它們相同的合金元素，但也經常有少量的鈮、鈦、和釩形成細小的、高強度的沉澱物。在抗拉強度值在800MPa或更高時，多相鋼表現出了更高的屈服強度。多相鋼的典型特徵是具有高的成形性、很高的能量吸收和很高的殘餘變形能力。
馬氏體鋼
為了生成馬氏體鋼，在熱軋或退火中存在的奧氏體在淬火和連續退火曲線中的冷卻階段全部轉變成馬氏體。該結構也會在成形後的熱處理過程中形成。馬氏體鋼具有非常高的強度，抗拉強度極限達到了1700MPa。馬氏體鋼經常需要用等温回火來提高其韌性，這樣便能在具有極高的強度的同時具有很好的成形性。
先進高強鋼的生產
所有的先進高速鋼的生產都要控制奧氏體相或奧氏體加鐵素體相的冷卻速度，可以在外圍表面進行熱磨削(如熱軋產品)，也可以在連續退火爐中局部冷卻(連續退火或熱浸塗產品)。馬氏體鋼是通過快速淬火致使大部分奧氏體轉變成馬氏體相而產生的。鐵素體加馬氏體雙相鋼的生產，是通過控制其冷卻速度，使奧氏體相(見於熱軋鋼中)或鐵素體+馬氏體雙相(見於連續退火和熱浸塗鋼中)在殘餘奧氏體快速冷卻轉變成馬氏體之前，將其中一些奧氏體轉變成鐵素體。TRIP鋼通常需要保持在中温等温的條件以產生貝氏體。較高的硅碳含量使TRIP鋼在最後的微觀結構含過多的殘餘奧氏體。多相鋼還遵循一個類似的冷卻方式，但這種情況之下，化學元素的調整會產生極少的殘餘奧氏體並形成細小的析出以加強馬氏體和貝氏體相。
