Martenzyt

Martenzyt

Martenzyt jest tetragonalną formą żelaza, w której rozpuszczony jest węgiel. Martenzyt tworzy się podczas hartowania, gdy twarz centrowana sześcienna siatka austenitu jest zdekoncentrowana do struktury tetragonalnej bez utraty zawartych w niej atomów węgla do cementytu i ferrytu. Zamiast tego, węgiel jest zachowany w strukturze krystalicznej żelaza, który jest lekko rozciągnięty tak, że nie jest już sześcienny. Martenzyt jest mniej więcej ferrytem przesyconym węglem. Porównaj wielkość ziarna na mikrografie z martenzytem ulepszonym cieplnie.

Body Centered Tetragonal Unit Cell	Photomicrograph of Martensite Structure

Martensitic Transformation: Mysterious Properties Explained

Różnica między austenitem a martenzytem jest, pod pewnymi względami, dość mała: podczas gdy komórka jednostkowa austenitu jest idealnym sześcianem, w przemianie w martenzyt ten sześcian jest zniekształcony tak, że jest nieco dłuższy niż wcześniej w jednym wymiarze i krótszy w dwóch pozostałych. Matematyczny opis tych dwóch struktur jest zupełnie inny, ze względu na symetrię, ale wiązania chemiczne pozostają bardzo podobne. W przeciwieństwie do cementytu, który posiada wiązania przypominające materiały ceramiczne, twardość martenzytu jest trudna do wyjaśnienia w kategoriach chemicznych. Wyjaśnienie opiera się na subtelnej zmianie wymiarów kryształu i szybkości przemiany martenzytycznej. Austenit jest przekształcany w martenzyt na hartowanie w przybliżeniu z prędkością dźwięku – zbyt szybko dla atomów węgla, aby wyjść z roztworu w sieci krystalicznej. Wynikające z tego zniekształcenie komórki jednostkowej powoduje niezliczone dyslokacje sieciowe w każdym krysztale, który składa się z milionów komórek jednostkowych. Te dyslokacje sprawiają, że struktura kryształu jest niezwykle odporna na naprężenia ścinające – co oznacza po prostu, że nie da się jej łatwo wgnieść i zarysować. Wyobraź sobie różnicę między ścinaniem talii kart (brak dyslokacji, idealne warstwy atomów) a ścinaniem muru z cegieł (nawet bez zaprawy).