Martensiet

metastabiel staal

Martensiet (naar de Duitse materiaalkundige Adolf Martens) is een zeer harde en brosse metastabiele verschijningsvorm van staal, waarin de ijzeratomen niet kubisch ruimtelijk gecentreerd (krg) zijn (zoals ferriet), maar wegens de koolstofatomen op de assen zijn de roosterparameters ongelijk dus tetragonaal ruimtelijk gecentreerd.

Stabiele kristalstructuren in staal
  1. Perliet = (α, Ferriet + Cementiet (Fe3C)) (ook 03, 11, 12)
  2. Eutectoidicum (punt waar lijnen samenkomen)
  3. Perliet = (α, Ferriet + Cementiet (Fe3C)) (ook 01, 11, 12)
  4. α, Ferriet + γ, Austeniet
  5. γ, Austeniet
  6. Samen met 15: γ, Austeniet + Cementiet (Fe3C)
  7. Ledeburiet: punt waar lijnen samenkomen (Eutecticum)
  8. Vloeistof + γ, Austeniet
  9. Vloeistof + Cementiet (Fe3C)
  10. Smelt (L, vloeistof)
  11. Perliet = (α, Ferriet + Cementiet (Fe3C)) (ook 01, 03, 12)
  12. Perliet = (α, Ferriet + Cementiet (Fe3C)) (ook 01, 03, 11)
  13. Cementietlijn: Chemische binding Fe3C of ijzercarbide

Martensiet ontstaat wanneer austeniet, een andere verschijningsvorm van staal met een kubisch vlakgecentreerd (kvg) rooster en minder dan 3,83% koolstof, vanuit zone 05 in het IJzer-koolstofdiagram snel (in enkele seconden tot minuten) afgekoeld 'afgeschrikt' wordt, bijvoorbeeld in water of olie (zg. martensitische transformatie).

Omdat bij snelle afkoeling vanuit austeniet er geen tijd is voor koolstofdiffusie (en dus geen tijd is om cementiet te vormen) blijft alle koolstof in het ferriet (wat bijna geen koolstof kan bevatten). Dit zorgt voor veel interne spanningen en maakt het materiaal erg bros.

Deze verschijningsvorm is niet stabiel, het is metastabiel. Daarom is martensiet niet terug te vinden in het ijzer-koolstofdiagram. Er bestaat ook martensitisch roestvast staal, wat bijvoorbeeld wordt toegepast in messen. Dit is wel ferromagnetisch in tegenstelling tot het meest toegepaste austenitisch roestvast staal, dat zachter is. Een Zwitsers zakmes is van martensiet.

Zie ookBewerken