Martensitttransformasjonen

Martensitttransformasjonen, også kjent som martensittisk omvandling, er en ikke-diffusjonsbestemt faseovergang i visse metaller og legeringer, primært stål. Denne omvandlingen skjer ved rask nedkjøling, ofte kalt bråkjøling, fra austenittfasen. Under bråkjølingen får atomene i austenitten ikke tid til å omorganisere seg gjennom diffusjon, som er typisk for andre faseoverganger. I stedet gjennomgår de en koherent, skjærbetinget forskyvning, noe som resulterer i en ny krystallstruktur.

Den resulterende fasen, martensitt, har vanligvis en kroppssentrert tetragonal (BCT) krystallstruktur i stedet for den kroppssentrerte kubiske (BCC) eller flatesentrerte kubiske (FCC) strukturen til austenitten. Denne tetrogonale forvrengningen skyldes innfangningen av karbonatomer i det metalliske gitteret. Martensitt er kjent for sin eksepsjonelle hardhet og styrke, men også for sin sprøhet.

Temperaturintervallet der martensitttransformasjonen skjer, bestemmes av legeringssammensetningen og spesielt karboninnholdet. M-temperaturen (Ms) er temperaturen der transformasjonen begynner under bråkjøling, og F-temperaturen (Mf) er der den avsluttes. Dersom bråkjølingen skjer raskt nok til å unngå diffusjonsbestemte omvandlinger som perlitisk eller bainittisk dannelse, vil austenitten transformere til martensitt. Behandling etter bråkjøling, som herding, kan redusere sprøheten til martensitt ved å la en liten mengde karbider dannes og oppnå en mer stabil struktur. Martensitttransformasjonen er derfor sentral i varmebehandlingen av stål for å oppnå ønskede mekaniske egenskaper.