所謂高強(qiáng)度鋼，是指那些強(qiáng)度和韌性結(jié)合很好的鋼種。低合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有很好的綜合力學(xué)性能。其抗拉強(qiáng)度бb>1200mpa時(shí)，叫高強(qiáng)度鋼；其抗拉強(qiáng)度бb>1500mpa時(shí)，稱(chēng)為超高強(qiáng)度鋼。
含一種合金元素的高強(qiáng)度合金鋼有鉻鋼、鎳鋼、錳鋼等；含兩種合金元素的合金鋼有鉻鎳鋼、鉻錳鋼、鉻鉬鋼等；含三種以上合金元素的高強(qiáng)度合金鋼有鉻錳硅鋼、鉻鎳鎢鋼、鉻鎳鉬鋼、鉻錳鈦鋼、鉻錳鉬釩鋼等。
高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的原始強(qiáng)度和硬度并不高，但是經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后可獲得較高的強(qiáng)度，硬度在30~50hrc之間。
鋼的抗拉強(qiáng)度與硬度之間存在一定的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，硬度提高強(qiáng)度也隨之增高，但不能說(shuō)高強(qiáng)度鋼就是高硬度鋼。所謂高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼，是指綜合性能而言的。淬火鋼的硬度很高，但不能稱(chēng)為高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼，其原因是它的綜合性能不好，幾乎沒(méi)有塑性，韌性也很差，只能作耐磨零件和工具。
用這類(lèi)鋼材制作的零件，其粗加工一般在調(diào)質(zhì)前進(jìn)行，精加工和半精加工以及部分粗加工在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行，調(diào)制后的金相組織為索氏體或托氏體，加工難度大。
1、高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的分類(lèi)
根據(jù)化學(xué)成分和使用性能的不同，將超高強(qiáng)度鋼分為低合金超高強(qiáng)度鋼、中合金超高強(qiáng)度鋼和高合金超高強(qiáng)度鋼三大類(lèi)。高強(qiáng)度鋼的分類(lèi)方法與超高強(qiáng)度鋼相同。
(1)低合金超高強(qiáng)度鋼
低合金超高強(qiáng)度鋼的碳含量通常為0.30%~0.40%，并用cr、ni、m0、v、si、mn等元素進(jìn)行了合金化，但合金元素總量一般不超過(guò)5%。其中，代表性的鋼號(hào)為30crmnsini2a、40crnim0a(相當(dāng)于美國(guó)牌號(hào)aisl4340)、40crmnsim0va及40crm0nimnsia(4340m鋼，相當(dāng)于美國(guó)牌號(hào)300m鋼)。我國(guó)已研制了與美國(guó)300m鋼相近似的鋼種，國(guó)內(nèi)牌號(hào)為40crni2si2m0va。另外，還有d6ac鋼，這種鋼的強(qiáng)度高，斷裂韌性(klc)較高，是一種綜合性能好的低合金超高強(qiáng)度鋼。在美國(guó)，它已成功用來(lái)制造固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，并已用于飛機(jī)起落架及結(jié)構(gòu)件。
結(jié)合國(guó)產(chǎn)資源，我國(guó)的低合金超高強(qiáng)度鋼建立了si-mn-mo-v、si-mn-cr-ni-mo-v、 cr-mn-ni-mo-v和cr-si-ni-mo-w-v等系列。
在30e洲nsia錒的基礎(chǔ)上加入1.4％~1.8％的ni，從而獲得了滲透性好、高強(qiáng)度、高韌性、缺口敏感性較小的30crmnsini2a低合金超高強(qiáng)度鋼。南通第二機(jī)床有限公司生產(chǎn)的平面磨床，適合高強(qiáng)度鋼的磨削，歡迎根據(jù)生產(chǎn)需要選購(gòu)合適的磨床產(chǎn)品！
(2)中合金超高強(qiáng)度鋼
中合金超高強(qiáng)度鋼的合金元素總量為5％~10％。其主要合金元素是cr、w、mo、 v、nb等。由于含鉬和釩，所以其回火穩(wěn)定性好。中溫強(qiáng)度高。當(dāng)使用強(qiáng)度提高到500℃時(shí)，它的比強(qiáng)度優(yōu)于其他超高強(qiáng)度鋼。其具有代表性的鋼號(hào)是4crsmovsi(相當(dāng)于美國(guó)牌號(hào)h11)及4cr5movlsi(相當(dāng)于美國(guó)牌號(hào)h13)。h11鋼是一種熱作模具鋼。與低合金超高強(qiáng)度鋼相比，這類(lèi)鋼的淬透性好，中溫強(qiáng)度較高。淬火后利用回火時(shí)微細(xì)碳化物的彌散析出，它可產(chǎn)生二次硬化，以達(dá)到超高強(qiáng)度的目的。h11鋼可用來(lái)制造飛機(jī)起落架等結(jié)構(gòu)件。
(3)高合金超高強(qiáng)度鋼
這是一種微碳(小于0.03％c)、高鎳并含有產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化合金元素(ti、co、v等)的高合金超高強(qiáng)度鋼——馬氏體時(shí)效鋼。由于其含有的ni或cr的含量較高，經(jīng)淬火后再進(jìn)行時(shí)效處理(450~5鼬℃，2確)，會(huì)形成nismo、ni3ti、feamo等金屬間化奢物，井彌散分布在馬氏體基體中，從而可得到塑性和韌性均較好的超高強(qiáng)度鋼。
馬氏俸時(shí)效鋼是航空、航天、海洋技術(shù)方面極為重要的結(jié)構(gòu)材料。根據(jù)其含鎳量的不同，分為18ni、20ni和25ni三種類(lèi)型，其中18ni根據(jù)淬火(固溶處理)及時(shí)效后的屈服強(qiáng)度又分為五個(gè)強(qiáng)度級(jí)別，即18ni(200)、18ni(250)、18ni(300)、18ni(350)及18ni(400)。由于20ni、25ni鋼在性能方面均比18ni鋼差，所以國(guó)內(nèi)外使用的馬氏體時(shí)效鋼主要是18ni鋼。
aermetl00(24nill．5c013．4cr3m01)是一種co-ni二次硬化馬氏體鋼，是美國(guó)于20世紀(jì)9。年代初期研制成的航空工業(yè)用超高強(qiáng)度鋼。其抗拉強(qiáng)度為1930mpa，斷裂韌性klc達(dá)115mpa~/m，是目前同強(qiáng)度級(jí)別中斷裂韌性的鋼種。過(guò)去。起落架、燃?xì)馕佪嗇S和輪機(jī)螺栓都用300m、馬氏體時(shí)效鋼和h11制造，現(xiàn)在可用aermetl00替代。替代300m，是因其斷裂韌性低和對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感；替代馬氏體時(shí)效鋼，是因其強(qiáng)度低，尤其是疲勞強(qiáng)度低；替代h11，是因其韌性低及抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂能力低。
2、高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的材料特性
①超高強(qiáng)度鋼中的合金元素含量較高。低合金系大都以cr、ni、mo、si、mn為主要合金元素，并適當(dāng)加入細(xì)化晶粒元素ti、nb、v等。中合金系合金元素主要為cr、w、 mo、v、nb等碳化物形成元素。高合金系主要為ni、co合金元素的加入，大大提高了超高強(qiáng)度鋼的力學(xué)性能，改善了鋼的韌性和塑性。與一般鋼料磨削相比，超高強(qiáng)度鋼的優(yōu)良力學(xué)性能使磨削力增大，磨削溫度升高。
②超高強(qiáng)度鋼既要具有高強(qiáng)度，又要保證材料的韌性和塑性，為此，必須采取工藝措施，如對(duì)于低合金超高強(qiáng)度鋼30crmnsini2a熱處理規(guī)范取為(90±10)℃加熱、油淬、再經(jīng)低溫回火，使材料具有良好的綜合力學(xué)性能。磨削時(shí)，被磨材料良好的韌性和塑性，容易使磨削表層的晶格產(chǎn)生扭曲變形，造成表層硬度變化增大，冷硬層深度加深。
③超高強(qiáng)度鋼的熱導(dǎo)率低。例如，300m鋼的熱導(dǎo)率為26．6w/(m·k)，35crmnsia的熱導(dǎo)率為29．3w/(m·k)，而45鋼的熱導(dǎo)率為50.2w/(m·k)，超高強(qiáng)度鋼的熱導(dǎo)率僅為45鋼的55％。在切削過(guò)程中，大量的切削熱不易導(dǎo)出，集中在切削區(qū)。