Để đạt độ cứng và tính chống mài mòn cao với HRC 63 ữ 65 phải dùng loại thép có khoảng 1%C, hợp kim hóa thấp (do các dụng cụ đo đều có tiết diện nhỏ) qua tôi cứng. Tuy nhiên để đạt được hai yêu cầu sau (thứ hai và thứ ba) phải dùng các nguyên tố hợp kim và nhiệt luyện thích hợp.
- Để hợp kim hóa thường dùng crôm và mangan (khoảng 1% mỗi nguyên tố), chúng nâng cao độ thấm tôi (tôi thấu khi tôi dầu), ít biến dạng; riêng mangan có tác dụng làm tăng austenit dư đến mức thích hợp làm cho kích thước hầu như
không thay đổi khi tôi.
- Để ổn định kích thước thép sau khi tôi phải được hóa già (chú ý không ram thấp, nhiệt độ hóa già dưới ram thấp, < 150o
C). Để đạt được cả ba yêu cầu trên nhiệt luyện kết thúc phải bảo đảm cho thép đạt tổ chức mactenxit (tôi) chứ không phải là mactenxit ram như các dạng khác vì mactenxit (tôi) có những đặc điểm sau.
+ độ cứng và tính chống mài mòn cao, do đó
+ bảo đảm độ nhẵn bóng cao khi mài, và đặc biệt là
+ có hệ số gi∙n nở vì nhiệt rất nhỏ, chỉ khoảng 10-5ữ 10-6/oC. Như vậy sau khi tôi thép kể trên đ∙ đạt được hầu hết các yêu cầu trừ yêu cầu về ổn định của tổ chức đạt được trong trong thời gian dài do mactenxit (tôi) và austenit dư không ổn định chuyển biến với tốc độ rất chậm ở nhiệt độ thường và phân bố lại ứng suất dư làm thay đổi thể tích, kích thước và hình dạng dù với giá trị rất nhỏ. Để ổn định mactenxit (tôi) và austenit dư phải tiến hành hóa già thép tôi ở 120 ữ 140oC trong 1 ữ 2 ngày. Do ở thấp hơn nhiệt độ ram, mactenxit (tôi) cũng như austenit dư không bị chuyển biến, bị ổn định hóa và không thể chuyển biến trong suốt thời gian sau đó.
Các thép thường dùng là các mác 100Cr, 100CrWMn (TCVN 1823 - 76) và ký hiệu 140CrMn (mác XΓ của ΓΓΓΓOCT). 140CrMn được dùng nhiều hơn cả vì có tính ít biến dạng và ít thay đổi kích thước khi tôi.