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马氏体时效钢
其基本成分：C<0.03%， Ni18~25%，+ 时效硬化元素 Ti,，Al，Co，Mo，Nb等 。
类型（根据Ni量不同）：
Ni 18%，+ Ti， Al， Co， Mo等。应用广，有三个级别：1400， 1700，2100 MPa。
Ni 20%， +Ti， Al， Nb等 。 合金量较低，成本低，强度较低。
Ni 25%，+ Ti，Al，Nb等 。 时效前硬度较低，可深冲冷拔。
高纯度钢：杂质少，C, N, P, S, Si都要控制；偏析小、含气量低，一般用真空炉熔炼。
主要合金元素作用
Ni：
1）时效强化相的主要形成元素；
2）扩大γ相区，并能发生M转变；
（加入 沉淀强化元素多为α形成元素）
3）使钢保持良好的韧塑性；
4）提高钢的淬透性（空淬）。
Co：
1）协助Ni扩大γ区；
2）但提高Ms点, 可减少Ar；
3）可间接提高强化效果。
Ti， Al，Mo，Nb：
时效强化元素，能形成时效强化相，如Ni3Al，Ni3Ti，Ni3Mo，（Fe，Ni，Co）2Mo 等。
Mo ：
时效强化元素；
防止回火脆性，提高韧塑性。
C<0.03%； Mn，Si降低到少； S<0.01%；其它杂质元素如N，P等也要严格控制。
热处理
原理：利用金属间化合物在含C极低的马氏体中弥散析出来强化的（沉淀强化或时效强化）。
热处理工艺包括两个基本工序：
1）高温奥氏体化后淬火成马氏体；合金元素溶解在M中，为随后时效工序作好组织上准备；
2）进行时效，产生强烈沉淀强化效应，显著提高强度。
性能
高强度，同时具有良好的塑韧性和缺口强度；
热处理工艺简单：1）不存在脱C；2）固溶处理后进行各种成型加工，再500℃时效；
变形小；
淬火后硬度低，冷变形性能和切削性能好；
焊接性较好。

“超高强度钢”的定义是相对于时代要求的技术进步程度而在变化的。一般讲，屈服强度在1370MPa（140 kgf/mm2）以上，抗拉强度在1620 MPa（165 kgf/mm2）以上的合金钢称超高强度钢。
 
按其合金化程度和显微组织分为低合金中碳马氏体强化超高强度钢、中合金中碳二次沉淀硬化型超高强度钢、高合金中碳Ni—Co型超高强度钢、超低碳马氏体时效硬化型超高强度钢、半奥氏体沉淀硬化型不锈钢等。
低合金
低合金中碳马氏体强化型超高强度钢（MART）是在低合金调质钢的基础上发展起来的，合金元素总量一般不超过6%。主要牌号包括传统的镍铬钼调质钢4340（40CrNiMo）,碳含量0.45%的镍 铬 钼 钒 钢D6AC（45 CrNiMoV），碳含量0.30%的铬 锰 硅 镍 钢（30CrMnSiNi2A）,在4340钢基础上通过加入硅（1.6%）和钒（0.1%）而研制成的300M 钢（43CrNiSiMoV）以及不含镍的硅锰钼钒或硅锰铬钼钒等。通过真空熔炼降低钢中杂质元素含量，改善钢的横向塑性和韧性，由于钢中合金元素含量较低，成本低，生产工艺简单，广泛用于飞机大梁、起落架、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
中合金中碳二次沉淀硬化型超高强度钢是从5%Cr型模具钢移而来的。由于它在高温回火状态下有很高的强度和较满意的塑性和韧性，抗热性好，组织稳定，用于飞机起落架、火箭壳体等。典型钢种为H11和H13等。其主要成分为：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-××）型超高强度钢板，是在具有高韧性、低脆性转变温度的9%Ni型低温钢的基础上发展起来的。在9%Ni钢中添加钴是为了提高钢的Ms（马氏体转变）温度，减少钢中的残余奥氏体，同时，钴在镍钢中起固溶强化作用，还通过加钴来获得钢的自回火特性，从而使这类钢具有优良的焊接性能。碳在这类钢中起强化作用。钢中还含有少量铬和钼，以便在回火时产生弥散强化效应。主要牌号有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。这类钢综合力学性能高。抗应力腐蚀性好，具有良好的工艺性能和焊接性能，广泛用于航空、航天和潜艇壳体等产品上。
超低碳