مارتنزیت

مارتنزیت چیست؟

مارتنزیت یک هسته مرکزی مکعبی شکل و از جنس آهن است که کربن در آن حل شده است.  به طور کلی مارتنزیت به شکل سختی از ساختار کریستالی فولاد گفته می‌شود که به نام متالورژیست آلمانی آدولف مارتنز (1850–1914) نامگذاری شده است. با سریع سرد کردن طی عملیات حرارتی فولادها، مارتنزیت به وجود می‌آید. ساختار مارتنزیت یک ساختار ریز و سوزنی شکل است. استحاله مارتنزيت در دماهای کمتر از دگرگونی پرلیتی و بدون نفوذ صورت می‌گیرد. البته لازم به ذکراست که این ساختار تنها در فولادها تشکیل نمی‌شود. در آلیاژهای غیرآهنی مثل آلومینیوم – مس و طلا – کادمیم نیز امکان به وجود آمدن این ساختار وجود دارد. به این باید توجه کرد که خواص مارتنزيت ایجاد شده در فولادها و بقیه آلیاژها متفاوت خواهد بود. برای تشکیل این ساختار کافی است، نمونه حرارت دیده سریع سرد گردد. شرایط سرد کردن به عواملی مثل درصد کربن، عناصر آلیاژی و اندازه دانه‌های آستنیت بستگی دارد.

برای تشکیل مارتنزیت، فولاد باید در دمای بسیار بالا حرارت ببیند تا فازی به نام اوستنیت(آستنیت) ایجاد شود. به طور کلی، زمانیکه اوستنیت به سرعت سرد می‌شود، مارتنزیت بوجود می‌آید. مثلا زمانی که یک فلز داغ را در آب سرد می‌گذارند، اوستنیت تبدیل به مارتنزیت می‌شود. سرعت در این مرحله نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کند و به اتم‌ها زمان نمی‌دهد تا در یک موقعیت جدید اتمی منتشر شوند. شایان ذکر است که تبدیل اوستنیت به مارتنزیت نیاز به یک جریان دقیق‌تر و سریعتر اتمی دارد.

انواع مارتنزیت

1)مارتنزیت بشقابی: این مارتنزیت تیغه‌هایی درشت و سوزنی شکل دارد. 

2)مارتنزیت لایه‌ای: این مارتنزیت همانطور که از نام‌اش مشخص است، لایه‌ای شکل است.

3)مارتنزیت مختلط: در این مدل مارتنزیت، هر دو مدل بالا یعنی مارتنزیت بشقابی و مارتنزیت لایه‌ای در ساختار موجود است.

 سختی پذیری

سختی پذیری یعنی توانایی استحاله مارتنزیت در اثر سریع سرد شدن در ناحیه آستنیت. عوامل متعددی بر سختی پذیری تاثیر دارد که در ادامه بررسی شده است. با سختی سنجی در نقاط مختلف ماده نمودار سختی پذیری استخراج می‌شود.

اندازه دانه‌ی آستنیت: دانه‌های هرچه درشت تر باشند، قابلیت سختی پذیری افزایش پیدا می‌کند.

درصد کربن: افزایش کربن محلول در آستنیت، سختی پذیري را افزایش می‌دهد.

عناصر آلیاژی: در صورت حل نشدن عناصر آلیاژی در آستنیت قبل از سریع سرد شدن، سختی پذیري کاهش پیدا می‌کند.

ناخالصی‌های غیر فلزی: افزایش مقدار ناخالصی منجر به کاهش سختی پذیري می‌شود.

همگن بودن میکروساختار: همگن نبودن ساختار بر سختی پذیری اثر منفی دارد.

اغلب فولادهای کم کربن و کربن متوسط با ساختار مارتنزیت لایه‌ای، از سختی پذیری بالایی برخوردار هستند. عوامل موثر بر سختی پذیر مارتنزیت به صورت زیر می‌باشد:

اندازه دانه‌ی آستنیت: هرچه آستینت اولیه ریزتر، چگالی صفحات مارتنزیتی بیشتر و سختی مارتنزیت بیشتر خواهد شد.

پیرشدن: قرار گرفتن قطعه مارتنزيت شده در دمای اتاق باعث، باعث پیر شدن می‌شود. این روند به گونه‌ای است که هرچه زمان بگذرد، سختی افزایش می‌یابد.