超高强度钢钢铁本来就是坚强的象征，不过，不仅钢与铁（铸铁）的强度不同，就是在钢的“队伍”内部，因成分、组织不同，强度也大不一样。如以每平方米能承受多少牛顿负荷而不断裂为应力单位（兆帕）大致分为：100～300兆帕是软钢；200～400兆帕是一般结构钢；400～800兆帕是合金结构钢；800～1500兆帕是高强钢；1500兆帕以上则是超高强度钢了。现在，超高强度钢的强度记录可达3000兆帕，但这还不是金属强度的极限，一些冷拔细钢丝的强度可达到4000兆帕，而直径只有1～2微米的一些钢铁晶须的强度可达14000兆帕。超高强度钢是在合金结构钢的基础上发展起来的，以强度为首要要求并辅以适当韧性的钢种，主要用于要求比强度很大的“尖端领域”，如飞机起落架、分离铀的高速离心机旋转筒体、潜水艇壳、高压容器等。
常用超高强度钢有以下四类：
.低合金超高强度钢它是在中碳合金调质钢的基础上发展起来的，典型牌号有30CrMnSiNi2A、45CrNiMo1VA等。合金元素主要起固溶强化、细化晶粒、提高淬透性及回火马氏体稳定性的作用，常需经淬火、回火后得到回火马氏体或下贝氏体组织才可达到使用性能要求。主要用于飞机起落架、机翼主梁、固体火箭发动机壳体、炮筒、高压容器、高强螺栓等。这类钢的抗拉强度可达1800兆帕。
.二次硬化型超高强度钢它是在中碳或低碳合金钢基础上加较多可产生弥散强化的合金元素而发展起来的。典型钢种如4Cr5MoVSi（外国钢号为H11）、4Cr5MoV1Si（H13）、30Ni9Co4CrMoA、16Ni10Co14Cr2Mo1等，这类钢为中高合金钢，耐热性很好，多可在500℃下长期使用，抗拉强度约在1400～1900兆帕之间，可用于飞机起落架、炮弹和火箭壳体、高强度螺栓、高速转子轴及热作模具等，其中16Ni10Co14Cr2Mo1还有良好的焊接性及韧性。
.马氏体时效钢它是铁-镍基超低碳高合金钢，通过淬火＋回火产生马氏体相变和时效析出金属化合物而获得强化效果。典型钢种如0Ni18C09M05TiAl（外国钢号为18Ni），抗拉强度达1500兆帕，其韧性突出，较易焊接，可用于制造固体火箭发动机壳体、高压气瓶及橡塑模具等。
.超高强度不锈钢它是在低碳不锈钢的基础上加入一些会形成弥散金属化合物的合金元素而形成。典型钢号如马氏体时效不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb等，其抗拉强度在1000～1500兆帕之间。此类钢具有较高的强度、耐蚀性及塑性，主要用于高强度、耐腐蚀的化工设备及零件和飞机上高强度结构件。
不锈钢众所周知，黄金是最耐腐蚀的金属之一，这是因为其电极电位最高，能量（内能）最低，原子核外电子最不易丢失，故惰性大、化学稳定性好，这就像一个身体强健、免疫力强、不易受细菌及病毒感染的人一样。而铝、铬也很“耐蚀”，但它们本质上却是极活泼的金属，即电极电位很低，能量高，按理应易丢失核外电子。其“耐蚀”的原因是它们的表面瞬间就可与介质中的氧形成一层致密、稳定并且牢固附于基体上的钝化膜——三氧化二铝膜或三氧化二铬膜，这层膜阻止了金属与介质的继续作用，保护了基体金属，就像一个体弱的人穿了一身严实的防护服一样不会受到外来病毒的侵害。
一般的钢铁电极电位低，也即化学稳定性差，就像一个身体较虚弱、免疫力较低的人，易受周围腐蚀介质的作用而腐蚀生锈；并且所产生的锈层疏松，易溶解，不能形成保护性阻挡层，腐蚀会不断进行下去。再说，一般钢铁内部均为电极电位不同的多种相构成的混合组织，也为与电解质溶液接触时产生的电化学腐蚀创造了条件。但人们发现，在碳钢中加入铬元素达到12％时，钢基体的电极电位会明显突升，就像一个身体虚弱的人吃了某种“补品”或提高免疫力的“药”达一定量后，变为抵抗力强的健康人一样，钢的化学稳定性明显升高，不易腐蚀；同时，钢中铬含量达到12％时，钢基体就像金属铝、铬那样，与氧接触的瞬间就能形成覆盖整个表面的牢固、致密、稳定的三氧化二铬（Cr2O3）保护膜，而使其更耐腐蚀，这就像一个身体健康，免疫力强的人又穿上了安全防护服，更不怕风吹雨打及病毒侵袭了。这样，就形成了最初级的所谓马氏体不锈钢。
如继续增加铬含量达到17％时，则变为电极电位更高，又为单相铁素体的所谓铁索体不锈钢，并且其形成的Cr2O3钝化膜更加厚实，所以耐蚀性更好。
如在含铬较多的铁素体不锈钢基础上加入较多的镍、锰等元素，则形成（单相）奥氏体不锈钢，此钢的原子排列比铁素体的紧密，电极电位更高，加上有更多的铬和镍等元素，其耐蚀性又比铁素体的好得多，具有最佳的耐蚀性。
由于碳损害钢的耐蚀性能，为此，不锈钢多为低碳、甚至超低碳的。为进一步提高不锈钢的某方面性能，还常加入钼、铜、氮、钛、铌、稀士等元素，发展出各种特性的不锈钢。常用的不锈钢主要有以下几类：
.马氏体不锈钢这类钢的碳含量范围较宽，约在0.1％～1.0％之间，铬含量约在12％～18％之间，因在高温空冷或水冷后组织为马氏体而称马氏体不锈钢。典型牌号有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、9Cr18等，其强度、硬度较高。但由于合金元素少而单一，成本低，只在氧化性介质（如大气、蒸汽、氧化性酸）中耐蚀性较好。其中1Cr13、2Cr13常用做耐蚀结构零件，如汽轮机叶片、锅炉管附件、螺栓等，而4Cr13、9Cr18常用于耐蚀手术刀、刮胡刀、切菜刀、弹簧、轴承等。
.铁素体不锈钢这类钢含碳量较低（一般小于0.15％），铬含量较高（13％～28％），高温或室温下均为单相铁素体。其耐蚀性优于马氏体不锈钢，并且易成形易焊接，但价格较贵。常用于制造耐硝酸、有机酸及其盐、碱、磷酸、硫化氢的结构件和抗高温氧化结构件，也常用于装饰型材及厨具等方面。典型牌号如0Cr13、1Cr17、1Cr28、1Cr17Mo2Ti等。
.奥氏体不锈钢这类钢多具有低碳（一般小于0.12％）、高铬（大于17％）和较高镍（大于8％）的成分特点，因高温、低温下均为单相奥氏体而得名。其成本最高，但耐蚀性最好，并且易成形易焊接，无磁性。在化工、食品、医药及建筑装饰方面应用最广。典型钢号有0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Mn13Mo2N，这类钢还可做耐热钢及低温钢使用。
此外，还有更强韧、更抗应力腐蚀的奥氏体-铁素体双相不锈钢，强硬度更高的沉淀硬化型超高强度不锈钢等钢种。
不锈钢经高铬酸或其盐、草酸等强氧化剂处理后，其表面会形成薄而透明的氧化膜，随处理的程度不同，氧化膜会呈现蓝、金、紫、绿、黑等色彩，得到所谓彩色不锈钢。
不怕高温的耐热钢耐热钢是指在高温下具有高热稳定性和热强性的特殊性能钢。一般钢铁在高温（大于570℃）下易氧化，形成疏松多孔的FeO膜。为此，常在钢中加入Cr、Al、Si等与氧亲和力大的元素，使钢件表面优先形成致密、稳定、牢固的Cr2O3、Al2O3、SiO2钝化膜，阻断氧等有害离子的通过，使钢不再发生氧化。此外，为提高钢铁在较高温度下的强度，需加入熔点高、不易扩散的Mo、W、Co、Ni、Cr、Ti、V、Nb、Al等元素。
常见耐热钢有以下几种：
（1）珠光体耐热钢典型钢号为15CrMo、12Cr1MoV。其合金含量少，成本低，易于成形及焊接，常用于工作温度在600℃以下的锅炉、压力容器、管道、汽轮机转子等。
（2）马氏体耐热钢典型钢号有1Cr13、2Cr13、4Cr9Si2、1Cr11MoV等。此种钢实际是由马氏体不锈钢发展而来。这类钢含合金量多，其耐热性比珠光体耐热钢好，主要用于制造750℃以下工作的汽轮机叶片、发动机汽阀等中小件。
（3）奥氏体耐热钢典型牌号为1Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo等。此种钢是在奥氏体不锈钢基础上发展而来的。成形性及焊接性很好，耐热性优于前面两类钢，价格也最贵，主要用于工作温度为600℃～900℃下的汽轮机叶片、发动机汽阀、炉管等。
耐磨钢广义地讲，耐磨钢是指用于制造高耐磨零件及构件的一类钢。但习惯上，耐磨钢主要是指高锰钢ZGMn13。
高锰钢早在一两百年前就由英国冶金学家海费德发明制得。一般高碳钢中加入的锰愈多，硬度愈大，但其脆性也增大了。如钢中锰达到4％左右，则脆得如同玻璃，毫无使用价值。但当含锰量达到13％时，此钢就变得既坚硬又强韧。此外，当把此钢加热到850℃左右时，会变得较柔软，易于成形加工。当含锰量达14％时，则变得不被磁铁所吸引。这样，使高锰钢身价百倍，成为重要的工业材料，广泛用于拖拉机履带、挖掘机铲齿、破碎机颚板、铁路道岔等这些承受强烈冲击摩擦的零件，并曾用于坦克、头盔装甲。
高锰钢多在铸造成形后，经1050～1100℃加热，使钢中的碳化物全溶入奥氏体中，然后水冷而获得单相奥氏体——固溶处理的状态下经少许切削加工后使用。这时，其强硬度并不太高，但塑性、韧性很好。如在强烈冲击摩擦作用下，表面奥氏体会立即产生强烈的加工硬化，并诱发形成高硬度的马氏体和析出碳化物，从而形成硬而耐磨的表面，而心部仍为高韧性的奥氏体。当表面磨损后，新露出的表面又在强烈冲击摩擦作用下获得新的硬化层，以此循环下去，永远“表硬心韧”。显然，高锰钢对于受强烈冲击摩擦的零件结构有最佳的应用效果。
