Martensiitti

Martensiitti

Martensiitti on raudan kappalekeskeinen tetragonaalinen muoto, johon on liuennut hiiltä. Martensiitti muodostuu sammutuksen aikana, kun austeniitin pintakeskitetty kuutiorakenne vääristyy kappalekeskeiseksi tetragonaalirakenteeksi ilman, että sen sisältämät hiiliatomit häviävät sementiittiin ja ferriittiin. Sen sijaan hiili säilyy raudan kiderakenteessa, jota venytetään hieman niin, että se ei ole enää kuutiomainen. Martensiitti on enemmän tai vähemmän ferriittiä, johon on lisätty hiiltä. Vertaa raekokoa mikrokuvassa karkaistuun martensiittiin.

Keskeinen tetragonaalinen yksikkösolu	Martensiittirakenteen mikrokuva

Martensiittinen muutos: Mysterious Properties Explained

Ero austeniitin ja martensiitin välillä on joiltain osin varsin pieni: kun austeniitin yksikkösolu on täydellinen kuutio, muuttuessaan martensiitiksi tämä kuutio vääristyy niin, että se on yhdessä ulottuvuudessa hieman aiempaa pidempi ja kahdessa muussa lyhyempi. Näiden kahden rakenteen matemaattinen kuvaus on symmetrisyydestä johtuvista syistä varsin erilainen, mutta kemiallinen sidos pysyy hyvin samanlaisena. Toisin kuin sementiitti, jonka sidokset muistuttavat keraamisia materiaaleja, martensiitin kovuutta on vaikea selittää kemiallisesti. Selitys on riippuvainen kiteen hienovaraisesta ulottuvuuden muutoksesta ja martensiittisen muodonmuutoksen nopeudesta. Austeniitti muuttuu martensiitiksi sammutettaessa suunnilleen äänen nopeudella – liian nopeasti, jotta hiiliatomit pääsisivät irtoamaan liuoksesta kideristikkoon. Tästä johtuva yksikkösolun vääristyminen johtaa lukemattomiin ristikkohäiriöihin kussakin kiteessä, joka koostuu miljoonista yksikkösoluista. Nämä dislokaatiot tekevät kiderakenteesta erittäin vastustuskykyisen leikkausjännitykselle – mikä tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, ettei sitä voi helposti kolhia ja naarmuttaa. Kuvittele ero korttipakan leikkaamisen (ei dislokaatioita, täydelliset atomikerrokset) ja tiiliseinän leikkaamisen välillä (jopa ilman laastia).