超高强度结构钢的研究及发展

周成，叶其斌，田勇，王昭东，高秀华 (东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室)

摘要:超高强度结构钢是一种具有1200MPa以上屈服强度以及良好的断裂韧性和延性的钢，被广泛应用于航空、航天、舰船、海洋工程、工程机械等高端制造领域。同时保持超高强度、高塑性和高韧性是超高强度结构钢研究领域中的关键难题。本文归纳总结了典型低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢的发展历程和研究进展，重点介绍了超高强度结构钢的强韧化和延性机制。超高强度结构钢的超高强度是通过高密度位错马氏体基体中析出大量纳米级碳化物、金属间化合物或富Cu相而获得; 优异的断裂韧性是通过马氏体板条、区块和亚稳态奥氏体的多相多尺度层状微观结构设计来实现; 而高塑性的关键是在高密度可移动位错基体中引入亚稳态奥氏体形变诱导塑性(TRIP) 效应。高密度位错马氏体基体、多相多尺度结构和亚稳态奥氏体TＲIP 效应的研究进展有望突破超高强度结构钢的强度、塑性、韧性三者不可兼得的瓶颈。

关键词: 超高强度结构钢; 强韧化机理; 析出相; 亚稳态奥氏体