Thép hóa tốt là loại thép có hàm lượng cacbon trung bình (0,3-0,5%), đểchếtạo chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập cao, yêu cầu độ bền và độ dai cao. Cơ tính tổng hợp cao nhất của thép đạt được bằng cách nhiệt luyện hóa tốt (tôi và ram cao), nên được gọi là thép hóa tốt.
a.Đặc điểm vềthành phần hóa học
Vềthành phần cacbon, để đảm bảo có sựkết hợp tốt nhất giữa độ bền và độ dai, thép hóa tốt phải có lượng cacbon trung bình 0,3-0,5%C, một số trường hợp yêu cầu độbền cao và độdai không cao lắm có thểdùng tới 0,55%C.
Vềnguyên tốhợp kim, các nguyên tốhợp kim được dùng để tăng độthấm tôi Cr, Mn, Si, Ni, với lượng mỗi nguyên tốkhoảng trên dưới 1%. Để làm độhạt nhỏvà tránh giòn ram dùng Ti (<0,1%), Mo (<0,3%). Ngoài ra còn dùng B (<0,005%) kết hợp với Cr, Ni, Mn để tăng độthấm tôi.
b. Các mác thép và ví dụ ứng dụng
Nhóm thép cacbon gồm các mác C35, C40, C45, C50 trong đó thường dùng nhất làC45, được sửdụng làm các chi tiết nhỏvà chịu tải không lớn, như trục truyền, thành truyền trong các động cơ ô tô nhỏ, một số bánh răng quay chậm, bánh răng bị động…
Nhóm thép crôm gồm các mác 35Cr, 40Cr, 40CrB, 45Cr, 50Cr, trong đó thường gặp nhất là 40Cr, được dùng làm các chi tiết chịu tải và tốc độ trung bình như các loại trục, bánh răng hộsốcủa các máy cắt gọt.
Nhóm thép crôm-mangan, crôm-mangan-silic gồm các mác 40CrMn, 40CrMnB, 30CrMnSi, 35CrMnSi, trong đó thường gặp nhất là 30CrMnSi có cơ tính và tính công nghệtốt, dùng nhiều trong chếtạo ô tô như các kết cấu chịu lực, các chi tiết bộphận lái…
Nhóm thép crôm-niken gồm các mác 40CrNi, 45CrNi, 50CrNi, 40CrNiMo (cho thêm Mo để tránh hiện tượng giòn ram), loại này tương đương với các số hiệu 4130- 4150 của Mỹ(0,3-0,5%C; 1%Cr; 0,2%Mo), dùng để làm các chi tiết chịu tải trọng lớn, yêu cầu độtin cậy cao như trục vít của hệthống lái ô tô…
Những mác thép có lượng Ni cao (3-4%Ni) và có thêm cả Mo, V, Ti, W… để chống giòn ram như 38CrNi3Mo, 38CrNi3MoV (hoặc 18Cr2Ni4W), là các loại tốt nhất của thép hóa tốt, dùng để làm các chi tiết quan trọng, chịu tải nặng như trục rôto, tuôcbin, các chi tiết chịu tải của máy nén khí, các chi tiết máy bay…
c. Nhiệt luyện thép hóa tốt
Nhiệt luyện sơ bộ, dùng để nâng cao tính cắt gọt (cho gia công thô). Với thép cacbon và crôm sau khi biến dạng nóng thường được đem ủhoàn toàn. Với thép crôm- niken thấp có thể dùng cách thường hóa thay cho ủ. Còn với thép crôm-niken cao (1- 2%Cr, 3-4%Ni), là loại thép mactenxit, không thể dùng ủ để giảm độ cứng được, mà phải thường hóa (thực chất là tôi) rồi ram cao. Gia công tinh có thểtiến hành sau nhiệt
luyện hóa tốt.
Nhiệt luyện kết thúc, đó là tôi và ram cao, để nhận được tổ chức xoocbit ram, có độ dai va đập lới nhất. Với những chi tiết vừa chịu va đập vừa chịu mài mòn (bánh răng, trục, cam, chốt…) sau khi nhiệt luyện hóa tốt còn phải qua tôi bềmặt, hóa nhiệt luyện (như thấm cacbon, thấm nitơ, thấm cacbon-nitơ…) để nâng cao độ cứng, khả năng chống mài mòn và chịu mỏi. Số hiệu thép 38CrMoAl chuyên đểthấm nitơ cũng thuộc họthép này.