将纳米材料和纳米技术应用到钢铁材料设计中，利用纳米级析出相的沉淀强化和阻止晶粒长大的机理，是开发新型超高强度钢的重要途径;特别是在铁素体结构基础上利用纳米析出的强韧化机制开发新型超高强度钢，与超高强度钢常用的马氏体组织相比，有着极大的工艺和成本优势。
铁素体是bcc晶格结构，fcc元素和C元素在铁素体中的固溶度非常低，因此，在合理的热处理条件下，fcc元素和C元素能够在过饱和的铁素体基体上，以纳米析出相的形式均匀析出，这些纳米析出相包括纳米团簇、纳米金属间化合物和纳米碳化物。
传统超高强度合金钢主要包括：低温回火马氏体组织或下贝氏体组织强化的低合金钢;高温回火析出合金碳化物、二次硬化组织的超高强度钢;析出金属间化合物进行强化的马氏体时效钢等。这些传统超高强度钢在一定程度上达到了超高强度的要求，但是综合性能上仍然存在着不可忽视的问题。例如，低合金超高强度钢和二次硬化超高强度钢中较高的碳含量造成了焊接性能差、断裂韧性不高等问题;马氏体时效钢需要添加大量的合金化元素，特别是价格昂贵的Co，Ni等元素，大大增加了生产成本，制约了马氏体时效钢的大规模应用;另外，马氏体或贝氏体的热处理转变需要较高的淬火冷却速度，也限制了大尺寸马氏体和贝氏体钢的生产。因此，面对经济和国防建设对既具有更高强度级别又具有良好韧性与焊接性能钢材的日益增长的需求，必须突破传统的高碳、高合金超高强度钢的思维，开发新型超高强度钢。
