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现今,强度最高的贝氏体型超高强度钢为高碳无碳化物贝氏体型超高强度钢,其以超细片条状贝氏体型铁素体微观组织,使得抗拉强度高达2500MPa（真实应力）,但是由于其含碳量过高,韧、塑性较差。而Aermet100、M250以及G99等马氏体型超高强度钢虽具有较好的综合性能,但Ni和Co元素的大量使用,大幅增加了材料成本。本文成功设计出一种新型超高强度钢（G33）,其设计综合了贝氏体型超高强度钢和马氏体型超高强度钢两者的设计理念。G33钢含碳量较低,具有良好的超高强度和高韧、塑性匹配,生产成本低,可以同时满足装甲防护和弹箭战斗部使用要求。主要研究内容如下:借助JMat Pro软件计算,设计出一种新型超高强度钢（G33）,发明专利已获授权。其化学成分范围为:C:0.250.45;Cr:2.03.5;W:2.04.5;Ni:2.54.0;Si:0.401.2;Mn:0.301.5;Mo:0.400.80;V:0.100.40（wt%）。其实际相变点如下:AC3=800℃,AC1=644℃,Ms=250℃。通过合理热处理工艺设计,获得了一系列不同微观组织的贝氏体型G33钢。其中,G33钢经1100℃奥氏体化+265℃等温淬处理后,获得了针状下贝氏体和残余奥氏体（薄膜状+块状）混合微观组织。当微观组织中的薄膜状残余奥氏体、块状残余奥氏体和针状下贝氏体的体积比为1:3:16时,材料获得了2500MPa(真实应力,10-3s-1)极限抗压强度,同时具有良好韧、塑性匹配。通过900℃/1100℃淬火+冷处理+200700℃回火工艺处理,系统研究了马氏体型G33钢的微观组织变化及其对力学性能的影响。研究结果表明,900℃奥氏体化条件下,G33钢在不高于482℃回火时,屈服强度范围为16301695MPa（工程应力）,且韧、塑性良好。而1100℃奥氏体化条件下,由于晶粒尺寸过大,导致钢的屈服强度均小于1550MPa（工程应力）。同时,通过一种高温（1100℃）形变热处理（TMT）工艺,设计出一种细晶粒的马氏体型G33钢。研究发现,高温形变热处理原始试样的抗拉强度高达2345MPa(工程应力,10-3s-1),压缩强度高达2770MPa(真实应力,10-3s-1)。此外,形变试样经冷处理+200700℃回火工艺处理后,可以发现当回火温度不高于482℃时,其屈服强度范围在1630MPa1750MPa（工程应力）之间,且韧、塑性更好。采用霍普金森压杆技术,分别对贝氏体型和马氏体型G33钢进行动态特性研究。结果表明,下贝氏体型G33钢在动态条件下的临界断裂应变值较高。其中,经1100℃奥氏体化+265℃/10h,20h等温淬火处理后的下贝氏体型G33钢,展现出优异的动态力学性能,两者动态极限压缩强度分别为2516MPa和2245MPa（真实应力）,临界断裂应变分别为0.33和0.40(4000s-1),临界断裂吸收功分别为830 J/mm3和885 J/mm3。马氏体型G33钢中,所有测试试样的动态极限压缩强度均高于2500MPa（真实应力）。其中形变热处理原始试样的动态压缩极限强度和临界断裂应变值均最高,分别为2830MPa（真实应力）和0.295,其在4500s-1条件下临界断裂吸收功为815 J/mm3。动态加载条件下,微观组织研究表明,贝氏体型和马氏体型G33钢的绝热剪切带形成均遵从简化的亚晶旋转动态再结晶机制。在两者的绝热剪切破坏过程中,裂纹主要在绝热剪切带的内部和边缘形核。模拟弹实验结果表明,不同热处理工艺条件下的马氏体型G33钢模拟弹均能完整回收,所回收的完整弹体内部均无损伤破坏,表明马氏体型G33钢具有良好的高速侵彻性能。