超高碳钢，即含碳量在1%到2.1%的过共析钢，曾经长期被认为是一种脆性材料，而被排除在钢铁生产之外。但是近年来的研究证明，只要改变超高碳钢中碳化物的分布状态，就可以克服脆性，而获得兼有高强度（屈服强度1000MPa以上，抗张强度1200MPa以上）与高韧塑性（伸长率10-20%）的良好综合力学性能，是一种很有发展希望而又较少消耗稀缺合金元素的结构材料。

碳本来是钢铁材料最有效而又最廉价的强化元素，在中低碳范围里，碳含量的增加一般都有利于强度的提高。然而当碳含量超过共析成分，就很容易在工艺过程中生成沿晶界的碳化物连续网络，这种组织结构对韧塑性危害极大，也使材料强度急剧下降。如果能避免这种碳化物网络的形成，或者用适当的方法打碎碳化物，就可以有效地克服脆性。如果能够使得碳化物以一种细小颗粒弥散分布的状态存在于铁基体，则不仅能够实现韧塑化，而且可以充分发挥碳化物的第二相强化效应，达到高强度钢或者超高强度钢的强度水平。

碎化碳化物有多种方法。国外专利中已可查到许多资料，主要是利用反复的热加工。一种典型的方法是将钢加热到1200C保温一段时间，使碳化物充分均匀地溶解于奥氏体中，然后在γ+Fe3C区进行连续的热机械加工（热轧或锻造等），使连续的先共析网状碳化物破碎成较细的球状碳化物颗粒，并细化奥氏体晶粒。最后在α+Fe3C区进行热轧等机械加工，进一步细化球状的碳化物颗粒，并破碎珠光体组织。这种工艺路线的缺点就是太复杂。

最近几年，国内对超高碳钢的研究也在升温。从已公布的专利材料看，改变工艺路线，简化工艺流程是主要特点。其中颇有成效的方法是利用喷射成形等新的工艺手段，在快速凝固的条件下，直接避免晶界过共析碳化物网络的生成，也就免去了后继的用以碎化碳化物的复杂的热加工或热处理。所报道的性能水平为：抗张强度1300MPa（注：超过现有市场上高强度钢的强度水平而接近超高强度钢的强度水平），伸长率18.5%。（一员）