Nh! đ∀ nói sự kết hợp của crôm và niken không những làm tăng mạnh độ thấm tôi nhờ đó tăng độ bền mà còn duy trì đ!ợc độ dai. Với đặc tr!ng bền và dai thép crôm - niken đ!ợc dùng cho các chi tiết quan trọng, cần độ tin cậy cao nh!
trong ôtô, máy bay...
Có hai loại: - crôm - niken th!ờng ~ 1%Cr + 1%Ni, và - crôm-niken cao ~ 1%Cr + 3%Ni.
Ngoài ra nếu đ!a thêm một l!ợng nhỏ môlipđen vào hai loại trên sẽ nâng cao độ thấm tôi thêm nữa.
Thép crôm - niken th!ờng
Là loại thép hợp kim thấp, trong đó crôm 0,50 ữ 1,00% còn niken > 1%, nh!ng cũng đủ cải thiện đáng kể độ thấm tôi, tôi rất dễ trong dầu. Tuy nhiên loại này không có hiệu quả kinh tế cao nên hầu nh! không đ!ợc dùng ở các n!ớc ph!ơng Tây (tr!ớc đây AISI / SAE có loạt mác 3115, 3120, 3215, 3220 3316 và 3415 thuộc loại crôm-niken nh!ng đ∀ bỏ từ lâu, tr!ớc 1945). Mác thép điển hình hiện còn đ!ợc dùng ở Nga là 20XH, đ!ợc dùng làm các chi tiết hình dạng phức tạp với kích th!ớc trung bình (50 ữ 75mm), chịu tải trọng va đập cao nh! các bánh răng ôtô tải nhẹ và du lịch
Thép crôm - niken cao
Là loại thép trong đó niken cao hơn 2% và có thể tới 4% còn crôm cũng chỉ trên d!ới 1%, tức có tỷ lệ Ni / Cr = 3 hay 4. Nh! đ∀ biết với l!ợng crôm - niken nh! thế độ thấm tôi rất cao, tôi thấu đ!ợc các tiết diện đến 100mm và cao hơn, trong thực tế có thể coi có độ thấm tôi bất kỳ. Với ngay tiết diện lớn nh! vậy cũng rất dễ dàng tôi trong dầu, còn với tiết diện nhỏ hơn có thể áp dụng tôi phân cấp, nhờ đó giảm mạnh độ biến dạng. Thép đ!ợc dùng làm các chi tiết thấm cacbon rất quan trọng: chịu tải trọng nặng và bị mài mòn mạnh, hình dạng lớn và phức tạp, yêu cầu độ tin cậy cao nh! các chi tiết trong máy bay, ôtô mà các h!
hỏng có thể gây tai họa cho ng!ời.
Mác thép điển hình của loại này là 12XH3A và 20X2H4A của ΓΓΓΓOCT (SNC415 và SNC815 của JIS) có thể đạt đ!ợc tổ hợp cơ tính cao tới σb = 1000 ữ
1200MPa, aK = 900 ữ 1000kJ/m2.
Tuy nhiên khi sử dụng thép này phải tính đến các yếu tố sau: - đắt (theo số liệu của Nga đắt gấp ba thép cacbon),
- tính gia công cắt kém do thép quá dẻo (do cacbon thấp, niken cao), phoi không g∀y vụn,
- phải áp dụng quy trình nhiệt luyện sau khi thấm cacbon khá phức tạp. Để cải thiện phần nào tính gia công cắt thép phải qua th!ờng hóa.
mặt với hàm l!ợng cacbon cao và nguyên tố hợp kim khá cao làm hạ thấp điểm Ms nên nếu tôi bình th!ờng còn lại nhiều austenit d! (tới 50 ữ 60%) và độ cứng chỉ đạt HRC 45 ữ 55, không đủ chống mài mòn. Vì thế sau khi thấm tiến hành:
- th!ờng hóa trực tiếp rồi ram cao ở 600 ữ 650oC trong thời gian dài từ 2 đến 6h làm cacbit phân tán tiết ra khỏi các dung dịch rắn làm cho chúng nghèo hợp kim đi,
- tôi: khi nung nóng có hai pha austenit đ∀ nghèo hợp kim (nâng cao điểm Ms) và cacbit phân tán nên sau làm nguội đ!ợc nhiều mactenxit, cacbit phân tán và ít austenit d! nên vừa bảo đảm độ cứng cao (HRC > 60) vừa chống mài mòn cao,
- ram thấp (nh! th!ờng lệ để giảm ứng suất). Thép crôm - niken - môlipđen
Chủ yếu là nhóm thép crôm-niken cao (cũng có cả thép crôm - niken th!ờng) kể trên nh!ng có thêm 0,10 ữ 0,40%Mo với tác dụng chủ yếu là để nâng cao hơn nữa độ thấm tôi (ở đây không có tác dụng chống giòn ram do chỉ phải ram thấp), chúng đ!ợc coi là thép thấm cacbon tốt nhất, đ!ợc dùng vào các mục đích quan trọng nhất và cho tiết diện lớn nhất.
Các mác thép điển hình của loại này là 20XH2M, 18X2H4MA của ΓOCT (SNCM415, SNCM815 của JIS, 4320, 4720, 8115, 8615, 8822, 9310, 94B17 của AISI / SAE). Đặc tính của các mác thép này cũng giống nh! các mác crôm - niken cùng loại song có tính thấm tôi cao hơn (ví dụ SNCM415 có tính thấm tôi cao hơn SNC415, còn cách nhiệt luyện giống nh! SNC415). Các mác tốt nhất (ví dụ nh!
18X2H4MA) là loại tự tôi, tức loại mactenxit, phải áp dụng triệt để cách nhiệt luyện kể trên.