Theo giản đồ trạng thái Fe-C thì hàm lượng C có trong gang:

Thép là hợp kim của sắt và cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm tỉ lệ nhỏ. Theo định nghĩa, thép là hợp kim sắt-cacbon với hàm lượng cacbon không vượt quá 2,14%. Nếu hàm lượng cacbon lớn hơn 2,14% thì hợp kim đó được gọi là gang.

Ở nhiệt độ gần nhiệt độ kết tinh, kim loại lỏng có cấu trúc gần giống kim loại rắn. Điều này thể hiện ở việc kim loại được tạo thành bởi vô số các nhóm nguyên tử. Các nhóm này có kích thước và năng lượng khác nhau, tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định trước khi tan rã và tái tạo. Do đó, đáp án A và C đúng. Tuy nhiên, đáp án D (Tất cả đều đúng) bao quát và chính xác nhất.

Câu hỏi đề cập đến phương pháp ủ thép để đạt được trạng thái hoàn toàn là austenit.

- Đáp án A: Ủ không có chuyển biến pha là quá trình nung nóng và làm nguội thép mà không làm thay đổi cấu trúc tinh thể của nó. Do đó, nó không thể tạo ra trạng thái hoàn toàn austenit.
- Đáp án B: Ủ có chuyển biến pha là quá trình nung nóng thép đến nhiệt độ mà xảy ra sự thay đổi cấu trúc tinh thể (ví dụ, từ ferit sang austenit). Tuy nhiên, 'ủ có chuyển biến pha' là một khái niệm chung chung, không chỉ rõ việc tạo ra austenit hoàn toàn.
- Đáp án C: Ủ cầu hóa là một quy trình nhiệt luyện được sử dụng để làm mềm thép bằng cách chuyển cementit (Fe3C) thành dạng hình cầu. Mục tiêu chính của ủ cầu hóa là cải thiện khả năng gia công của thép, chứ không phải tạo ra trạng thái austenit.
- Đáp án D: Ủ hoàn toàn là quá trình nung nóng thép đến nhiệt độ cao hơn điểm Ac3 (đối với thép hypoeutectoid) hoặc Ac1 (đối với thép hypereutectoid) để austenit hóa hoàn toàn, sau đó làm nguội chậm trong lò. Quá trình này nhằm mục đích làm mềm thép, giảm độ cứng và cải thiện độ dẻo, đồng thời tạo ra cấu trúc austenit đồng nhất trước khi chuyển đổi thành các pha khác khi làm nguội. Vì vậy, đáp án này phù hợp nhất với yêu cầu của câu hỏi.

Vậy, đáp án đúng là D.

Gang được chia thành nhiều loại khác nhau dựa trên thành phần hóa học và cấu trúc tế vi. Các loại gang phổ biến bao gồm: gang xám, gang trắng, gang cầu và gang dẻo. Mỗi loại gang có những tính chất và ứng dụng riêng biệt.

- Gang xám: Chứa graphit ở dạng lá, dễ gia công, chịu tải nén tốt, nhưng chịu kéo kém.
- Gang trắng: Chứa cementit (Fe3C), rất cứng và giòn, khó gia công, thường dùng làm lớp bề mặt chống mài mòn.
- Gang cầu: Graphit ở dạng cầu, có độ bền cao hơn gang xám, chịu tải tốt hơn.
- Gang dẻo: Được tạo ra từ gang trắng bằng nhiệt luyện, có độ dẻo dai nhất định.

Do đó, phương án C là đáp án đầy đủ và chính xác nhất.

Công thức tính hàm lượng cacbon trong thép là C = STT x 0.08%, trong đó STT là số thứ tự mác thép. Ví dụ, thép CT3 có hàm lượng cacbon là 3 x 0.08% = 0.24%.