20世紀40年代中期，美國研制成Cr-Mo鋼(AISI4130)和Cr-Ni-Mo鋼(AISI 4340)，經(jīng)淬火和低溫回火后,，抗拉強度分別為170和190kgf/mm2,。50年代初，在AISI 4340鋼的基礎(chǔ)上加入Si和V,制成300M,，抗拉強度達190～210kgf/mm2。1960年，國際鎳公司制成馬氏體時效鋼,，抗拉強度約為180kgf/mm2,斷裂韌度高達390kgf/mm幫。70年代,，美國在300M基礎(chǔ)上降C增Si,改善韌性,，發(fā)展成HP310鋼,；在馬氏體時效鋼的基礎(chǔ)上研究成AF1410鋼，抗拉強度為170kgf/mm2,斷裂韌度達400kgf/mm幫（見斷裂韌性試驗）,。

中國從50年代開始研究和生產(chǎn)超高強度鋼

已有多種鋼號的產(chǎn)品,，主要有SiMnMoV、SiMnCrMoV和加有稀土元素的SiMnCrMoV系列鋼,，抗拉強度為170～190kgf/mm2,，斷裂韌度可達250～280kgf/mm幫。
超高強度鋼必須具有高的抗拉強度,，和保持足夠的韌性,還要求比強度(強度與密度之比)大和屈強比(σs/σb)高,，以減輕構(gòu)件的重量，而且要有良好的焊接性和成形性等工藝性能,。[1]

2類別

按照合金化程度及顯微組織,，超高強度鋼可分為低合金、中合金和高合金超高強度鋼三類,。在高合金超高強度鋼中又有馬氏體時效鋼和沉淀硬化不銹鋼等（見金屬的強化）,。
低合金超高強度鋼

是由調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展起來的，含碳量一般在0.3～0.5%,，合金元素總含量小于5%,其作用是保證鋼的淬透性,，提高馬氏體的抗回火穩(wěn)定性和抑制奧氏體晶粒長大，細化鋼的顯微組織,。常用元素有鎳,、鉻、硅,、錳,、鉬、釩等,。通常在淬火和低溫回火狀態(tài)下使用,，顯微組織為回火板條馬氏體，具有較高的強度和韌性,。如采用等溫淬火工藝,，可獲得下貝氏體組織或下貝氏體與馬氏體的混合組織，也可改善韌性,。這類鋼合金元素含量低,，成本低,生產(chǎn)工藝簡單,廣泛用于制造飛機大梁、起落架構(gòu)件,、發(fā)動機軸,、高強度螺栓、固體火箭發(fā)動機殼體和化工高壓容器等,。
中合金超高強度鋼

熱作模具鋼的改型鋼,，典型鋼種有4Cr5MoSiV鋼,。這類鋼的含碳量約0.4%，合金元素總含量約8%,具有較高的淬透性,，一般零件經(jīng)高溫奧氏體化后,，空冷即可獲得馬氏體組織，500～550℃回火時,，由于碳化物沉淀產(chǎn)生二次硬化效應,，而達到較高的強度。這類鋼的特點是回火穩(wěn)定性高,在500℃左右條件下使用,，仍有較高的強度,，一般用于制造飛機發(fā)動機零件,。
馬氏體時效鋼

典型鋼種有18Ni馬氏體時效鋼,，含碳小于0.03%,鎳約18%，鈷8%,。根據(jù)鉬和鈦含量不同,，鋼的屈服強度分別可達到140、175和210kgf/mm2,。從820～840℃固溶處理冷卻到室溫時,，轉(zhuǎn)變成微碳Fe-Ni馬氏體組織，其韌性較Fe-C馬氏體為高,，通過450～480℃時效,，析出部分共格金屬間化合物相(Ni3Ti、Ni3Mo),達到較高的強度,。鎳可使鋼在高溫下得到單相奧氏體,，并在冷卻到室溫時轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗囫R氏體，而具有較高的塑性,。同時鎳也是時效強化元素,。鈷能使鋼的馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度升高，避免形成大量殘留奧氏體,。這類鋼的特點是強度高,，韌性高，屈強比高,，焊接性和成形性良好,；加工硬化系數(shù)小，熱處理工藝簡單,，尺寸穩(wěn)定性好,，常用于制造航空器、航天器構(gòu)件和冷擠,、冷沖模具等,。
Ni-4Co型超高強度鋼

含9%鎳使鋼固溶強化和提高韌性,，加 4%鈷的作用在于盡量減少鋼中殘留奧氏體量，鉬和鉻是為了產(chǎn)生沉淀硬化效應,。含碳 0.20～0.30%時,，抗拉強度可達130～160kgf/mm2,斷裂韌度達400kgf/mm幫以上。綜合性能好,抗應力腐蝕性高,，具有良好的工藝性能,，常用于航空、航天工業(yè),。
沉淀硬化不銹鋼

簡稱PH不銹鋼,，是在不銹鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的具有抗腐蝕性能的超高強度鋼。合金元素總含量約為22～25%,。按高溫固溶處理后冷至室溫時顯微組織的不同,，可分為奧氏體型、半奧氏體型和馬氏體型三類,。典型鋼種有0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al,抗拉強度約為160kgf/mm2,。這類鋼有良好的耐蝕性、抗氧化性,。鋼的強化是通過固溶處理,、冷處理或形變后再時效，析出彌散沉淀相而實現(xiàn)的,。這類鋼主要用于制造高應力耐腐蝕的化工設備零件,、航空器結(jié)構(gòu)件和高壓容器等（見不銹耐酸鋼）。
3生產(chǎn)工藝

超高強度鋼對冶金質(zhì)量要求高,，通常采用電弧爐和電渣重熔冶煉,。要求純度高的鋼種，多采用真空感應爐或真空自耗電弧爐冶煉,。中,、低合金超高強度鋼在熱處理時應防止脫碳；馬氏體時效鋼和沉淀硬化不銹鋼,可以用普通加熱爐固溶處理,。焊接時須采用保護氣體焊接或采用鎢極氬弧焊接,。某些含碳較高的(0.4%左右)低合金超高強度鋼,焊接后應立即進行去應力退火。