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超低碳马氏体时效硬化型超高强度钢，通常称马氏体时效钢。钢的基体为超低碳的铁镍或铁镍钴马氏体。其特点是，马氏体形成时不需要快冷，可变温及等温形成；具有体心立方结构；硬度约为HRC20，塑性很好；再加热时不出现像在低碳马氏体中发生的回火现象，并有很大的逆转变温度迟滞，因而可以在较高温度进行马氏体基体内的时效硬化。在这样的高镍马氏体中含有能引起时效强化的合金元素，借助于时效强化，从过饱和的马氏体中析出弥散分布的金属间化合物，使钢获得高强度和高韧性。按镍含量，马氏体时效钢分为25%Ni、20%Ni、18%Ni和12%Ni等类型.18%Ni型应用较广，为含有钼、钛等强化原素的超低碳铁-镍（18%）-钴（8.5%）合金，包括3个牌号：18%Ni（200）、18%Ni（250）、和18%Ni（300）（200、250、300为抗拉强度等级，单位为Ksi）。这种钢是通过金属间化合物的析出使钢强化。借无碳的马氏体基体取得高塑性，后达到很高的强度塑性配合。这类钢具有良好的成形性能、焊接性能和尺寸稳定性，热处理工艺也较简单，用于航空、航天器构件和冷挤、冷冲压模具等。
半奥氏体
半奥氏体沉淀硬化型不锈钢是一类高合金的超高强度钢，如常见的17-7PH（OCr17Ni7Al）、PH15-7Mo（OCr15Ni7Mo2Al）和AFC-77（15Cr15Mo5Co14V）等。这类钢经固溶化处理，冷却到室温为奥氏体组织，再经过冷加工、冷处理或者加热到750℃进行调整处理后，奥氏体转变为马氏体。后在400-550℃时效，便得到在回火马氏体基体上弥散分布着第二相强化组织的超高强度钢板。这类钢在315℃以上长时间使用时，会因为金属间化合物沉淀而使材料变脆，所以使用温度要限制在315℃以下。这类钢主要用于制造航空器件构件、高压容器和高应力腐蚀化工设备零件等。
其基本成分：C<0.03%， Ni18~25%，+ 时效硬化元素 Ti,，Al，Co，Mo，Nb等 。
类型（根据Ni量不同）：
Ni 18%，+ Ti， Al， Co， Mo等。应用广，有三个级别：1400， 1700，2100 MPa。
Ni 20%， +Ti， Al， Nb等 。 合金量较低，成本低，强度较低。
Ni 25%，+ Ti，Al，Nb等 。 时效前硬度较低，可深冲冷拔。
高纯度钢：杂质少，C, N, P, S, Si都要控制；偏析小、含气量低，一般用真空炉熔炼。
Q550D高强板主要合金元素作用
Ni：
1）时效强化相的主要形成元素；
2）扩大γ相区，并能发生M转变；
（加入 沉淀强化元素多为α形成元素）
3）使钢保持良好的韧塑性；
4）提高钢的淬透性（空淬）。
Co：
1）协助Ni扩大γ区；
2）但提高Ms点, 可减少Ar；
3）可间接提高强化效果。
Ti， Al，Mo，Nb：
时效强化元素，能形成时效强化相，如Ni3Al，Ni3Ti，Ni3Mo，（Fe，Ni，Co）2Mo 等。
Mo ：
时效强化元素；
防止回火脆性，提高韧塑性。
C<0.03%； Mn，Si降低到少； S<0.01%；其它杂质元素如N，P等也要严格控制。
Q550D高强板热处理：
原理：利用金属间化合物在含C极低的马氏体中弥散析出来强化的（沉淀强化或时效强化）。
Q690D高强板加工方法 钢板切割方法适用于冷切割和热切割。冷切割包括有水射流切割、剪切、锯切或磨料切割；
Q690D热切割包括有氧气燃料火焰切割（以下简称“火焰切割”）、等离子切割和激光切割。切割方法：通过相关工艺试验，掌握钢板各种切割方法的一般特性和切割厚度范围。
Q690D预热切割：
钢板切割裂纹*有效的方法，就是在切割前进行预热。在进行火焰切割前，Q690D钢板通常都要预热，其预热温度高低主要取决于钢板质量等级和板厚，见表.预热方法可采用火焰烧枪、电子加热垫进行的，也可以使用加热炉加热。为确定钢板预热效果，应在加热点被面测试所需温度。
Q690D的化学成分要达到的目的和高锰钢的对比：
一直以来用于工程机械传统的高强板一般为高锰钢，虽然高锰钢具有加工硬化性的性能，但在其使用过程中受冲击应力作用以后有很强的硬化能力。
Q690D由于这样的原因，它就只能在大的冲击载荷下发挥其作用，而对于冲击载荷不大的工况而言其硬度的耐磨性无法提高，在这样的情况下，高锰钢加工硬化后其屈服强度并不高，当在较大力的作用下工件有时也会产生开裂，难以达到预期的使用寿命，这对于机械来说是很致命的缺陷。
Q690D但是高锰钢相比，近年来低合金高强板用于制作中小型机械材料上也有着很多的起色，也同样在工程机械领域应用延伸并扩大了高锰钢的使用范围，这已经被认为是机械界的趋势。
分析*终目的:Q690D在化学上，实际关键在于Q690D的硬度是否能保证材料的耐磨性，而钢的淬透性及硬度取决于含碳量。化学成分的设计特点同时充分考虑了硬度与耐磨和焊接、成型、冲击韧性等因素，采用较低的碳含量从而使钢通过淬火后获得较高的硬度的同时，Q690D具有足够的塑性和韧性，以满足工程机械的综合力学性能。要达到这样的平衡点才是Q690D的*终目的。
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