二次硬化超高强度钢(seconday hardening  ultra  high-strength  steel)

经过加热淬火后在480～550℃温度范围回火时，析出合金碳化物产生弥散强化效应，其屈服强度大于1380MPa的超高强度钢。主要包括中合金热作模具钢和高合金高断裂韧性超高强度钢。

中合金热作模具钢最早生产和使用的钢种有4cr5MoVSi(H-11)钢，含5％铬，1.3％钼和0.5％钒。具有淬透性高的特点，-般结构件经1100℃奥氏体化后，在空气冷却条件下即可获得完全马氏体组织。经500～600℃回火析出(Mo，cr)2C和cr7C3，产生二次硬化效应。抗拉强度可达1960MPa。在4。0～500℃范围内使用，其瞬时抗拉强度仍保持在1300MPa以上。4cr5Mv1Si(H-13)钢是在4Cr5MoVSi钢的基础上，提高钼和钒的含量而发展起来的。钒含量增加，使钢中vC增多，耐磨性提高。该类钢的缺点是断裂韧性低，缺口敏感性较大。

高合金高断裂韧性超高强度钢这类钢典型牌号有：

(1)9Ni-4Co型超高强度钢主要成分是含镍9％，钴4％左右。其他合金元素有铬、钼和钒。钢中碳是主要强化元素。按照含碳量的不同，通常生产有4种钢，即：20Ni9Co4CrMoVA、25Ni9Co4CrMoVA、30Ni9Co4CrMoVA和45Ni9Co4CrMoVA随含碳量增加，钢的强度提高，而韧性相应下降。采用840℃奥氏体化后，在空冷条件下可形成低碳马氏体组织。经500℃左右回火产生二次硬化效应，获得较高的强度和足够的韧性。30Ni9Co4CrMoVA经淬火后550℃回火，屈服强度可达1450MPa，断裂韧度可达到100MPa•m^1/2以上。可焊性好，并具有良好的热稳定性。可适用于370℃以下长期使用。

(2)16Nil0Co14Cr2Mo钢(AFl410)在HYl80钢的基础上提高碳和钴的含量而发展起来的-种可焊性好的高合金二次硬化型超高强度钢。主要含镍10％、钴14％、铬2％和钼1％等元素。加入镍的主要作用是稳定奥氏体组织，当淬火时在极缓慢的冷却速度下产生单相马氏体，提高钢的淬透性。并降低钢的脆性转变温度。钴的作用是提高马氏体开始转变温度(Ms点)，降低钼在马氏体中的固溶度，增强钼的强化效应。并且在回火过程中能够仰制M₂C的集聚和长大。钼是主要二次硬化元素，铬与钼共存形成(Mo,Cr)₂C，有利于提高韧性。通常多采用真空感应炉和真空自耗炉两次真空冶炼工艺。钢中氧小于20x10^-6，氮小于15×10^-6。含硫量一般在0.001％～0.002％。高纯洁度是保证高断裂韧度的关键。高温热加工变形性能好，经锻、轧加工可获得8～10级细晶粒度。热处理采用860℃油淬，510℃回火5h。由于时效析出弥散合金碳化物M₂C，获得高强度和高断裂韧度。抗张强度为1700MPa，断裂韧度可达到175MN•m^-3/2。抗应力腐蚀性能好，在3.5％NaCl水溶液介质中，其应力腐蚀界限强度因子(K_ISSC)高达84MPa•m^-3/2。与-般超高强度钢相比，在等强度条件下，其断裂韧度提高1倍以上。抗应力腐蚀能力提高3～4倍。可用于制造飞机重要受力结构件。