Tổ chức nào có độ cứng cao nhất?

Ủ thấp, còn gọi là ram thấp, là quá trình nung nóng thép ở nhiệt độ thấp (thường từ 150-250°C) sau khi đã tôi hoặc thường hóa, nhằm giảm ứng suất dư, tăng độ dẻo và độ dai, giảm độ cứng mà không làm thay đổi đáng kể tổ chức tế vi. Quá trình này thường được áp dụng cho các loại thép đã qua xử lý nhiệt để đạt được độ cứng cao, đặc biệt là thép hợp kim trung bình và cao, để cải thiện tính công nghệ và độ bền. Các loại thép trước cùng tích và sau cùng tích, cũng như gang, có thể được ủ nhưng mục đích và hiệu quả sẽ khác. Do đó, đáp án chính xác nhất là thép hợp kim trung bình và cao.

Thép 18CrMnTi là loại thép hợp kim thấp, trong đó Ti (Titan) đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát kích thước hạt austenite trong quá trình nhiệt luyện, đặc biệt là thấm carbon. Khi thép được thấm carbon ở nhiệt độ cao, các hạt austenite có xu hướng lớn lên, làm giảm độ bền và độ dẻo dai của thép. Ti tạo thành các carbide (TiC) rất bền, ngăn cản sự lớn lên của hạt austenite, do đó giữ cho hạt thép nhỏ mịn sau khi thấm carbon. Điều này cải thiện đáng kể các tính chất cơ học của thép, đặc biệt là độ bền và độ dẻo dai ở bề mặt sau khi thấm carbon và tôi. Các lựa chọn khác không chính xác vì: * A. Tăng độ bền: Ti có góp phần vào tăng độ bền nhưng vai trò chính không phải là tăng độ bền một cách trực tiếp mà là giữ hạt nhỏ để duy trì độ bền sau quá trình nhiệt luyện. * B. Tăng độ thấm tôi: Cr và Mn có ảnh hưởng lớn hơn đến độ thấm tôi của thép. * C. Tăng khả năng chịu mài mòn: Các nguyên tố như Cr và V (Vanadium) thường được thêm vào để tăng khả năng chịu mài mòn.

Thấm carbon là quá trình khuếch tán carbon vào bề mặt của thép. Mục đích của quá trình này là làm tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn của bề mặt chi tiết, trong khi vẫn duy trì độ dẻo dai của lõi. Để đạt được điều này, thép được chọn cho quá trình thấm carbon thường là thép trước cùng tích (hypoeutectoid steel), tức là thép có hàm lượng carbon thấp hơn 0.8%C. Sau khi thấm carbon, lớp bề mặt sẽ có hàm lượng carbon cao hơn (gần hoặc đạt thành phần cùng tích), còn lõi vẫn giữ nguyên thành phần ban đầu của thép trước cùng tích.

Độ thấm tôi là khả năng của vật liệu thép đạt được độ cứng cao ở lớp lõi sau khi nhiệt luyện. Các nguyên tố hợp kim như Cr, Ni, Mn,... làm tăng độ thấm tôi của thép. Hàm lượng các nguyên tố hợp kim càng cao thì độ thấm tôi càng lớn. * **20CrNi** là thép hợp kim thấp, chứa khoảng 0.2%C, Cr và Ni. * **C45A** là thép cacbon trung bình, chỉ chứa khoảng 0.45%C. * **40Cr** là thép hợp kim thấp, chứa khoảng 0.4%C và Cr. * **90CrSi** là thép hợp kim dụng cụ, chứa khoảng 0.9%C, Cr và Si. Thép 90CrSi có hàm lượng Cr cao nhất trong các lựa chọn, do đó có độ thấm tôi cao nhất. Vậy đáp án đúng là D.