目前，超高強(qiáng)度鋼仍然是材料科學(xué)前沿的研究熱點(diǎn)。在20世紀(jì)90年代，美國(guó)研制了二次硬化型超高強(qiáng)度鋼AerMet100鋼，該鋼具備目前最佳的強(qiáng)度和韌性配合，是目前綜合性能最高的材料之一，迅速成為航空、航天等高科技領(lǐng)域的首選材料，1999年美國(guó)又開(kāi)發(fā)出強(qiáng)度更高的二次硬化型超高強(qiáng)度鋼AerMet310鋼（專利號(hào)US5866066），之后又研制抗拉強(qiáng)度達(dá)340ksi的AerMet340鋼并申報(bào)專利。為了推動(dòng)我國(guó)超高強(qiáng)度鋼領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，瞄準(zhǔn)世界前沿技術(shù)發(fā)展，有必要對(duì)新型二次硬化型超高強(qiáng)度鋼AerMet340進(jìn)行系統(tǒng)的研究。

試驗(yàn)AerMet340鋼采用真空感應(yīng)冶煉，其主要化學(xué)成分為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）0.33C、2.18Cr、12.10Ni、1.85Mo、15.60Co，余量Fe。鋼錠經(jīng)高溫?cái)U(kuò)散退火后，鍛造成材，經(jīng)粗車加工后進(jìn)行熱處理，熱處理工藝為：960℃固溶處理1h后油淬，經(jīng)-73℃深冷處理1h后在空氣中回到室溫，然后在300～550℃范圍回火1～8h后空冷。為了與AerMet100鋼的峰值強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的回火溫度作對(duì)比，特別研究了468℃、482℃兩個(gè)回火溫度點(diǎn)。采用力學(xué)性能測(cè)試、SEM、TEM、XRD等試驗(yàn)方法研究了回火溫度和時(shí)間對(duì)二次硬化型超強(qiáng)度鋼AerMet340的力學(xué)性能及微觀組織的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）AerMet340鋼的回火曲線呈現(xiàn)明顯的二次硬化現(xiàn)象，獲得最佳綜合性能的回火工藝為482℃×5h，經(jīng)此工藝回火后試驗(yàn)鋼的斷口形貌為韌窩+少量準(zhǔn)解理。試驗(yàn)鋼抗拉強(qiáng)度的峰值強(qiáng)度為2460MPa，峰值溫度為450℃，斷口為解理型；規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度的峰值強(qiáng)度為2061MPa，峰值溫度滯后約20℃，約為468℃，斷口為準(zhǔn)解理型。（2）在低溫回火時(shí)，AerMet340鋼的組織主要由回火馬氏體和ε-碳化物組成，在高于468℃回火時(shí)，基體中觀察到彌散分布的細(xì)小針狀M2C碳化物，這是該鋼獲得高強(qiáng)度的主要原因之一。隨著回火溫度的升高，合金碳化物M2C的主要成分Fe、Cr、Mo含量明顯升高，使得M2C的晶格常數(shù)發(fā)生明顯變化，并逐漸脫離了與基體的共格關(guān)系。