所謂高強度鋼，是指那些強度和韌性結(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性能。其抗拉強度бb>1200MPa時，叫高強度鋼；其抗拉強度бb>1500MPa時，稱為超高強度鋼。
含一種合金元素的高強度合金鋼有鉻鋼、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。
高強度鋼和超高強度鋼的原始強度和硬度并不高，但是經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后可獲得較高的強度，硬度在30~50HRC之間。
鋼的抗拉強度與硬度之間存在一定的關(guān)系。一般來說，硬度提高強度也隨之增高，但不能說高強度鋼就是高硬度鋼。所謂高強度鋼和超高強度鋼，是指綜合性能而言的。淬火鋼的硬度很高，但不能稱為高強度鋼和超高強度鋼，其原因是它的綜合性能不好，幾乎沒有塑性，韌性也很差，只能作耐磨零件和工具。
用這類鋼材制作的零件，其粗加工一般在調(diào)質(zhì)前進行，精加工和半精加工以及部分粗加工在調(diào)質(zhì)后進行，調(diào)制后的金相組織為索氏體或托氏體，加工難度大。
1、高強度鋼和超高強度鋼的分類
根據(jù)化學成分和使用性能的不同，將超高強度鋼分為低合金超高強度鋼、中合金超高強度鋼和高合金超高強度鋼三大類。高強度鋼的分類方法與超高強度鋼相同。
(1)低合金超高強度鋼
低合金超高強度鋼的碳含量通常為0.30%~0.40%，并用Cr、Ni、M0、V、Si、Mn等元素進行了合金化，但合金元素總量一般不超過5%。其中，代表性的鋼號為30CrMnSiNi2A、40CrNiM0A(相當于美國牌號AISl4340)、40CrMnSiM0VA及40CrM0NiMnSiA(4340M鋼，相當于美國牌號300M鋼)。我國已研制了與美國300M鋼相近似的鋼種，國內(nèi)牌號為40CrNi2Si2M0VA。另外，還有D6AC鋼，這種鋼的強度高，斷裂韌性(Klc)較高，是一種綜合性能好的低合金超高強度鋼。在美國，它已成功用來制造固體燃料火箭發(fā)動機殼體，并已用于飛機起落架及結(jié)構(gòu)件。
結(jié)合國產(chǎn)資源，我國的低合金超高強度鋼建立了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、高強度、高韌性、缺口敏感性較小的30CrMnSiNi2A低合金超高強度鋼。南通第二機床有限公司生產(chǎn)的平面磨床，適合高強度鋼的磨削，歡迎根據(jù)生產(chǎn)需要選購合適的磨床產(chǎn)品！
(2)中合金超高強度鋼
中合金超高強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。中溫強度高。當使用強度提高到500℃時，它的比強度優(yōu)于其他超高強度鋼。其具有代表性的鋼號是4CrSMoVSi(相當于美國牌號H11)及4cr5MoVlSi(相當于美國牌號H13)。H11鋼是一種熱作模具鋼。與低合金超高強度鋼相比，這類鋼的淬透性好，中溫強度較高。淬火后利用回火時微細碳化物的彌散析出，它可產(chǎn)生二次硬化，以達到超高強度的目的。H11鋼可用來制造飛機起落架等結(jié)構(gòu)件。
(3)高合金超高強度鋼
這是一種微碳(小于0.03％C)、高鎳并含有產(chǎn)生沉淀強化合金元素(Ti、Co、V等)的高合金超高強度鋼——馬氏體時效鋼。由于其含有的Ni或Cr的含量較高，經(jīng)淬火后再進行時效處理(450~5鼬℃，2確)，會形成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度鋼。
馬氏俸時效鋼是航空、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三種類型，其中18Ni根據(jù)淬火(固溶處理)及時效后的屈服強度又分為五個強度級別，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，所以國內(nèi)外使用的馬氏體時效鋼主要是18Ni鋼。
AerMetl00(24Nill．5C013．4Cr3M01)是一種Co-Ni二次硬化馬氏體鋼，是美國于20世紀9。年代初期研制成的航空工業(yè)用超高強度鋼。其抗拉強度為1930MPa，斷裂韌性Klc達115MPa~/m，是目前同強度級別中斷裂韌性的鋼種。過去。起落架、燃氣蝸輪軸和輪機螺栓都用300M、馬氏體時效鋼和H11制造，現(xiàn)在可用AerMetl00替代。替代300M，是因其斷裂韌性低和對應力腐蝕開裂敏感；替代馬氏體時效鋼，是因其強度低，尤其是疲勞強度低；替代H11，是因其韌性低及抗應力腐蝕開裂能力低。
2、高強度鋼和超高強度鋼的材料特性
①超高強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，并適當加入細化晶粒元素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，大大提高了超高強度鋼的力學性能，改善了鋼的韌性和塑性。與一般鋼料磨削相比，超高強度鋼的優(yōu)良力學性能使磨削力增大，磨削溫度升高。
②超高強度鋼既要具有高強度，又要保證材料的韌性和塑性，為此，必須采取工藝措施，如對于低合金超高強度鋼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性能。磨削時，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超高強度鋼的熱導率低。例如，300M鋼的熱導率為26．6W/(m·K)，35CrMnSiA的熱導率為29．3W/(m·K)，而45鋼的熱導率為50.2w/(m·K)，超高強度鋼的熱導率僅為45鋼的55％。在切削過程中，大量的切削熱不易導出，集中在切削區(qū)。