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本发明公开了一种纳米析出强化超高强高合金钢及其制备方法,解决了现有钢种抗拉强度小于2000MPa的瓶颈,开发了一种超高强高合金钢及相应的高效率制备工艺。所述超高强高合金钢中化学成分重量百分比为:C为0.3%~0.5%,Ni为7.0%~10.0%,Cr为6.5%~9.5%,Mo为2%~6.5%,Mn为0.5%~3%,Al为0.5%~2.0%,V为0.05%~0.15%,Nb为0.05%~0.15%,其余为Fe。制备工艺,包括以下步骤:对钢板进行固溶处理,得到均质固溶态钢板;对均匀结构钢深冷处理,得到均匀结构马氏体相;然后进行轧制退火处理,获得马氏体相和奥氏体相的双相钢;最后进行时效处理,获得复合纳米析出相,包括NiAl相和NbC相,其在室温下的抗拉强度为2208MPa,断裂延伸率为23%。