Izraz “martenzit” se običajno nanaša na obliko jekla z značilno atomsko strukturo, ustvarjeno s postopkom, imenovanim martenzitna transformacija. Martenzit je zelo trd, kar pomeni, da se ne bo zlahka vdrl ali praskal; zaradi tega je priljubljena izbira za orodja, kot so kladiva in dleta, pa tudi meč. Je pa krhek, zato se bo pod prevelikim pritiskom zlomil in ne upognil. Martenzit je izdelan iz avstenita, trdne raztopine železa z majhno količino ogljika.
Fazne spremembe
Austenit ima posebno kristalno strukturo, znano kot face-centred cubic (FCC). To pomeni, da ima vsaka kubična enota točko mreže v središču vsake strani, pa tudi na vsakem vogalu; s povezanimi točkami mreže bi kristal izgledal kot kvadratna škatla z X na vsaki strani. Ta vrsta jekla se začne oblikovati pri temperaturah približno 1,350 °F (732 °C). Austenit lahko zadrži več ogljika kot druge oblike železa. Če pustite, da se naravno ohladi, se avstenit spremeni v ferit (alfa železo ali čisto železo) in cementit (železov karbid).
Martenzitna transformacija se pojavi, ko se avstenit hitro ohladi v procesu, znanem kot gašenje. Hiter padec temperature ujame ogljikove atome v kristalnih strukturah atomov železa. To povzroči, da se kristali spremenijo iz FCC v telesno osredotočeno tetragonalno (BCT); kristali so raztegnjeni tako, da so kvadratni na vsakem koncu, a daljši na straneh (kot škatla za čevlje), in točke mreže, ki so bile v središču vsake ploskve, so zdaj združene na eni točki v središču kristala. Ta nova struktura je tisto, kar močno poveča trdoto jekla.
Taljenje
Nastalo martenzitno jeklo je izjemno trdo, kar pomeni, da se ne praska, ampak zelo krhko, zato se bo pod stresom zlomilo. Da bi odpravili to slabost, se martenzit segreje v postopku, imenovanem kaljenje, zaradi česar se martenzit delno pretvori v ferit in cementit. To kaljeno jeklo ni tako trdo, vendar postane trše (manj verjetno, da se zlomi) in bolj kovno, zato je bolj primerno za industrijsko uporabo.
uporabljate
Zaradi trdote kaljenega martenzita je dober material za orodna jekla, saj je pri takih aplikacijah pomembna odpornost proti obrabi in deformacijam. Je pogost sestavni del strojnih delov in kovaških matric. Kaljena jekla, ki vsebujejo silicij, se pogosto uporabljajo za vzmetno jeklo, ki se lahko uporablja za izdelavo vzmeti, strun za glasbila in komponent na modelih vlakov in drugih igrač. Vzmetno jeklo se lahko zvije ali upogne brez trajne deformacije, zaradi česar je dobra izbira za komponente, ki zahtevajo, da se jeklo večkrat premika brez degradacije.
Nerjaveče jeklo, ki vsebuje krom, pa tudi železo in ogljik, je mogoče izdelati tudi z martenistično kristalno strukturo. Ta oblika je manj odporna proti koroziji kot druge oblike nerjavnega jekla, vendar je v večini primerov tudi močnejša in lažje obdelana. Eden od načinov njegove izdelave, ki se imenuje precipitacijsko utrjevanje (ali staranje), doda nečistoče, kot sta krom in nikelj, med postopkom podaljšane toplotne obdelave; martenzitno nerjaveče jeklo, utrjeno s padavinami, ima še večjo trdnost in visoko korozijsko odpornost. Takšno jeklo se pogosto uporablja v vojaških in letalskih aplikacijah.
Displacitivna transformacija
Martenzitna transformacija je najbolj znan primer transformacije izpodrivanja, vrste fazne spremembe, pri kateri se atomi materiala premikajo na kratke razdalje v sozvočju, namesto da se posamično razpršijo na daljše razdalje. Fazna sprememba se pojavi, ko snov preide iz enega stanja, kot je trdna snov, v drugo, kot je tekočina. Ker so tako dobro znani kot vrsta displacezivne transformacije, se izraza “martenzit” ali “martenzit” včasih uporabljata v širšem pomenu za opis katerega koli materiala, proizvedenega z izpodrivno transformacijo.