Martensita

Martensita oso material gogorra da, burdinaren egitura kristalinotik datorrena. Izena, Alemaniako metalurgia batetik datorkio, Adolf Martens (1850-1914). Era berean, martensita izena ere erabili daiteke difusio transformaketa bidez sortzen den edozein egitura kristalino izendatzeko. Martensitaren barruan oso gogorrak diren mineralak aurkitu ditzakegu listoi edo plaka kristal partikula bezalakoak.

Propietateak 

Martensita karbonozko altzairuetan eratzen da, austenitaren hozte azkarraren (tenplaketaren) ondorioz. Hain azkar hozten da, ezen karbono atomoak ez daukatela nahiko denbora egitura kristalinotik kanpora hedatzeko kantitate nahikoetan zementita (Fe3C) sortzeko. Austenita γ-Fe da, burdinaren eta aleazio elementuen soluzio solido bat.

Tenplaketaren ondorioz, aurpegietan zentratutako austenita kubikoa, aurpegietan zentratutako forma tetragonal eta tentsio handiko karbonoz  gainasetutako egitura batean transformatzen da, martensita. Lortzen diren ebaketa deformazioek dislokazio ugari sortzen dituzte, hau da altzairuen gogortze mekanismo nagusia. Altzairu perlitiko baten gogortasunik altuena 400 Brinell da, eta martensita 700 Brinelleraino iritsi daiteke.

Erreakzio martensitikoa hoztean hasten da, austenita martensitaren formakuntza tenperaturara (Ms) heltzen denean eta ama-austenita mekanikoki ezegonkorra bilakatzen denean. Lagina itzali ahala, austenita ehunekoa geroz eta handiago bat martensitan bihurtzen da transformazio tenperaturarik baxuena (Mf) lortu arte, une horretan eraldaketa burutzen da.

Altzairu eutektoide batek (% 0.78 C) % 6 eta 10 austenita badu, austenita atxikita deitzen zaio. Baliogabeko austenita atxikitutik hasten da, % 0. 6 C-rako, eta gora doa % 13-ko austenita atxikitua eta % 0.95 C izan arte. Aurrera jarraituz, % 30-47-ko austenita atxikitua lortu daiteke % 1.4 C edukiarekin. Hozketa azkar bat ezinbestekoa da martensita lortzeko.

Altzairu xafla eutektoide mehe batentzat, tenplaketa 750 °C-tan hasten bada eta 450 °C-tan amaitzen bada 0.7 s-an, ez da perlita sortuko eta altzairua martensitikoa izango da austenita atxikitu kantitate txikirekin.

% 0 eta 0.6 C edukia duten altzairuetan martensitak listoi itxura dauka, horregatik listoi martensita deritzo. % 1 C edukia duten altzairuek plaka itxurako egitura eratuko dute eta hauei plaka martensita deituko diegu. Bi ehuneko horien artean, egituraren itxura bien arteko nahasketa izango da. Martensitaren erresistentzia murriztu egingo da austenita atxikitua hazten den heinean. Hozte abiadura hozte abiadura kritikoa baino mantsoagoa bada, perlita sortzen hasiko da ale mugetan Ms tenperatura lortu arte. Ondoren, geratzen den austenita martensita bihurtuko da soinuren abiaduraren erdira altzairuan.

Aleatutako altzairu batzuetan martensita ere sortu daiteke lanaren ondorioz, altzairuaren deformazio tenperatura, austenita egitura duen bitartean, Ms tenperatura azpitik hoztuz eta zeharkako sekzioa % 20 eta 40 artean murriztuz deformazio plastikoarekin. Prozesu honek dislokazioen dentsitatea handitzen du 1013 cm-2-raino. Dislokazio kantitate handi hauei gehitzen badizkiegu prezipitatuak sortu eta finkatzen dituzten dislokazioak, altzairu oso gogor bat lortzen da. Prozedura hau maiz erabiltzen da zirkonioarekin gogortutako eta itriarekin finkatutako zeramiketan eta TRIP motako altzairuetan.

Martensitaren eta austenitaren desberdintasun bat da, lehenengoak gorputzean zentratutako kristal-sistema tetragonala daukala eta bigarrenak aurpegietan zentratutako kristal-sistema kubikoa. Martensita hazkundearen faseak oso aktibazio energia termiko gutxi behar du, prozesua difusiogabeko transformazioa delako. Posizio atomikoen berrantolaketa finkoa eta azkarra sortzen da, eta tenperatura kriogenikoetan gertatzen dela jakina da. Martensitak austenita baino dentsitate txikiagoa dauka, beraz martensita transformakuntza bolumen aldaketa batean oinarritzen da. Hau baino faktore garrantzitsuago bat, tentsio ebakitzailea da, 0.26-ko balioa duena eta martensita plaken forma ezartzen duena.

Martensita ez da altzairuaren fase-diagraman agertzen, ez delako orekako fase bat, zeren eta, oreka faseak hozte abiaura mantsoekin lortzen dira denbora nahikoa dutelako difusiorako, baina martensita normalean hozte abiadura handietan egiten da. Prozesu kimiko hau azeleratzen doan heinean tenperatuta altuagoetara, martensita suntsitu egiten da tenperaturaren ondorioz eta prozesu honi iragotzea deritzo. Aleazio batzuetan efektua murriztu egiten da beste elementu batzuk gehitzean, adibidez, worlframa gehitzean zementitaren nukleazioa oztopatzen duelako, baina gehiengoetan nukleazioa baimentzen da barne tentsioak arintzeko.

Tenplaketa kontrolatzeko oso zaila den prozesu bat da, horregatik altzairua tenplatu egiten da martensita ugari dagoen arte, eta gero, gradualki iragotzen da martensita kontzentrazioa murrizteko, nahi den aplikaziorako nahiago den egitura lortu arte. Martensiatren mikroegitura orratz itxurakoa bada materiala hauskorra izango da eta martensita kantitate gutxi badauka, berriz, biguna.

Erreferentziak

Ikus, gainera 
 Altzairu
 Fase-diagrama
 Ferrita

Kanpo estekak 
 Comprehensive resources on martensite, from the University of Cambridge
 Metallurgy for the Non-Metallurgist from the American Society for Metals
 PTCLab---Capable of calculating martensite crystallography with single shear or double shear theory

Metalurgia
Altzairuak