超高强度钢技术是我国高端装备的“卡脖子”关键技术。2020年9月16日，中国科学院提出的中国“卡脖子”35项关键技术中，超高强度钢技术占其中两项，分别是航空钢材和高端轴承钢技术。随着我国高端制造业的快速发展，对低成本超高强度钢新材料的需求日益迫切。

纯铁作为高性能功能材料和高品质合金的关键基础原料，也是一种具有特殊性能的材料，其纯度将直接影响铁基材料的品质。几十年来，研究者对纯铁性能的研究从未间断，然而，鲜有学者关于纯度对纯铁拉伸力学行为的影响进行系统的探究。因此，我们基于自主研发的3N2、4N2和5N2纯铁，从微观机制上解释了纯度对纯铁微观组织、位错密度以及位错亚结构演变等的影响，进一步揭示了纯度对纯铁拉伸力学行为的作用机理和纯铁的强化机制。

奥氏体作为一种较“软”的相，其形态、尺寸与分布对超高强度钢（UHSSSs）的韧性起着至关重要的作用，却很少有人关注。因此我们基于自主研发的2400MPa级高Co-Ni型钢，通过调控热处理工艺，从微观机制上解释了奥氏体的演变机制及其对韧性的影响，薄膜状残余奥氏体与逆转变奥氏体可以增强韧性，块状逆转变则对韧性不利。

Cr-Ni-Mo-V中合金钢凭借其优异的强度和韧性，被广泛应用于制造大型锻件。在大锻件电渣重熔凝固过程中，由于选分结晶的原因，碳化物形成元素在晶界和枝晶间富集易形成大尺寸共晶碳化物。