Khi nung nóng tới nhiệt độ A₁, trong mọi thép bắt đầu có chuyển biến nào:

Thấm cacbon là quá trình nhiệt luyện làm tăng hàm lượng cacbon trên bề mặt của chi tiết thép. Quá trình này thường được áp dụng cho các mác thép có hàm lượng cacbon thấp (thường dưới 0.25%C) để cải thiện độ cứng và khả năng chống mài mòn của bề mặt.

* C20 (khoảng 0.20%C) và 20Cr (thép hợp kim thấp chứa khoảng 0.20%C và Cr) thường được dùng để thấm cacbon.
* C35 (khoảng 0.35%C) và C25 (khoảng 0.25%C) có hàm lượng cacbon tương đối cao nên không cần thiết và không hiệu quả khi thấm cacbon. Thép C35 thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ bền cao hơn và thường được nhiệt luyện theo các phương pháp khác như tôi và ram.

Như vậy, trong các mác thép trên, C35 là mác thép không dùng để thấm cacbon vì hàm lượng cacbon đã đủ cao.

TiC (Titanium Carbide) là một hợp chất hóa học trong đó các nguyên tử Titan và Carbon liên kết với nhau. Trong cấu trúc tinh thể của TiC, các nguyên tử Carbon chiếm các vị trí xen kẽ trong mạng tinh thể của Titan. Do đó, TiC được phân loại là pha xen kẽ.

Trong thép 18CrMnTi, Ti (Titan) có tác dụng chính là giữ hạt nhỏ trong quá trình thấm carbon (cacbon hóa). Khi thấm carbon, nhiệt độ cao có thể làm hạt thép lớn lên, làm giảm độ bền và độ dẻo dai. Titan kết hợp với carbon tạo thành các hạt TiC (Titan carbide) rất nhỏ và phân bố đều trong thép, các hạt này cản trở sự phát triển của hạt austenite ở nhiệt độ cao, do đó giữ cho hạt thép nhỏ, cải thiện độ bền và độ dẻo dai sau khi thấm carbon và nhiệt luyện.

Để tăng hàm lượng carbon liên kết trong gang, quá trình ủ thường được thực hiện ở nhiệt độ khoảng 850÷870 °C. Ở nhiệt độ này, carbon trong gang có xu hướng kết hợp với các nguyên tố khác như sắt, tạo thành các hợp chất carbon liên kết (ví dụ: cementite trong gang trắng) hoặc graphit (trong gang xám) tùy thuộc vào thành phần hóa học và tốc độ làm nguội. Các lựa chọn nhiệt độ khác không phù hợp để thúc đẩy quá trình hình thành carbon liên kết một cách hiệu quả.

Thép không gỉ hai pha (Duplex Stainless Steel) có hàm lượng Cr nằm trong khoảng 18-28%, thường là khoảng 22-25%. Trong các lựa chọn đưa ra, 25% là giá trị gần đúng nhất và phù hợp nhất với hàm lượng Cr thường thấy trong thép không gỉ hai pha.