مارتنسيت

أطوار سبيكة الحديد
	فيريت (حديد ألفا، حديد دلتا، طري); أوستنيت (حديد غاما; أقسى); سفيروديت; برليت (88% فيريت، 12% سمنتيت); باينيت; مارتنسيت; ليد يبوريت (فيريت-سمنتيت أصهرية، 4.3 % كربرون); سمنتيت (كربيد الحديد، Fe3C; الأقسى)
تصنيفات الفولاذ
	فولاذ كربوني (≤2.1% كربون; سبيكة مخففة); فولاذ مقاوم للصدأ (+كروم); فولاذ ماراجين (+نيكل); فولاذ سبائكي (قاسي); فولاذ العِدد (الأقسى);
مواد حديدية أخرى
	حديد الزهر (>2.1% كربون); حديد مطيلي; حديد مطاوع (يحتوي على الخبث);

شكل 1. نشأة رقائق عدسية في في حبيبات أوستنيت.

شكل 2. اعتماد التحول على نسبة الكربون في الحديد.

فولاذ 0,35 % C, برّد سريعا من درجة حرارة 870 °C

المارتنسيت في صلب AISI 4140

المارتنسيت سمي بهذا الاسم نسبة إلي عالم المعادن الألماني أدولف مارتينس (1850-1914) الذي اكتشفه، غالبا ما يشير إلي هيكل بلوري للصلب في غاية الصلادة، كما أنها تشير إلى أي هجريب بلوري يشكل عن طريق التحول الاستبدالي للروابط دون أستبدال الروابط الأولية displacive) transformation). وهويضم فئة من المعادن الصلبة التي تتصلب في هيئة بنية على شكل شرائح أوحبيبية متبلورة. عندما ينظر أليها في مبتر عرضي تحت الميكروسكوب تبدوحبوب البلورات العدسية ومن الجانب تظهر بشكل إبري .

في سنة 1890، تفهم العالم مارتينس عينات مختلفة من الصلب تحت الميكروسكوب، ووجد حتى أكثر الصلب صلادة كان له هيكل بلوري منتظم. وكان أول من شرح سبب توسع أختلاف الخواص الميكانيكية للصلب. ومنذ ذلك الحين وجدت هياكل المارتنسيت في الكثير من المواد العملية الأخرى، بما في ذلك سبائك الذاكرة المشكلة والسيراميك المتحول-المشدد.

يتم تشكيل المارتنسيت عن طريق التبريد السريع ( التبريد المفاجئ) من الأوستنيت التي تعوق ذرات الكربون التي ليس لديها الوقت لتنتشر خارج الهجريب البلوري. رد عمل المارتينزيت يبدأ خلال التبريد عندما يصل الأوستنيت إلي بداية درجة حرارة المارتنسيت (Ms: martensite start temperature) ويصبح أصل الأوستنيت غير مستقر ميكانيكيا. في درجة حرارة ثابتة تحت بداية درجة حرارة المارتنسيت (Ms)، جزء سهل من أصل الأوستنيت يتحول بسرعة، وبعد ذلك لن يحدث مزيدا من التحول. عندما تنخفض درجة الحرارة، مزيدا من الأوستنيت يتحول إلى مارتنسيت. وأخيرا، عندما يصل المارتنسيت إلى درجة حرارته النهائية (Mf)، يكتمل التحول.ويمكن أيضا تشكيل المارتنسيت من خلال تطبيق الضغط (وكثيرا ما تستخدم هذه الخاصية في تشديد السيراميك مثل إيتريوم الزركونيوم المستقر (YSZ)وفي أنواع خاصة من الصلب مثل الصلب المتحول بعمل اللدونة. وبالتالي، يتأثر المارتينزيت بالحرارة والإجهادات الناجمة.

واحد من الاختلافات بين المرحلتين هوحتى المارتنسيت له جسم محوره رباعي الزوايا الهجريب البلوري (BCT)، في حين الأوستينيت له وجه محورها مكعب الهجريب البلوري (FCC). الانتنطق بين هذين الهيكلين يحتاج القليل جدا من طاقة التنشيط الحراري لأنه تحول مارتنسيتي، مما يؤدي إلي إعادة ترتيب دقيقة ولكنها سريعة لمواقع الذرات. وكان من المعروف حتى يحدث في درجات الحرارة المنخفضة جدا. المارتينزيت لديه أدني كثافة من الأوستينينت، ولذلك ينتج عن تحول المارتينزيت تغير نسبي في الحجم. ومما له أهمية أكبر بكثير من تغير الحجم هوإجهاد القص والذي بلغت قوته حوالي 0.26 والذي يحدد شكل لوحات المارتينزيت.

المارتينزيت لا يظهر في الطور المتوازن في مخطط الطور للحديد والكربون لأنها ليست فترة (طور) توازن.أطوار تشكيل التوازن في معدلات التبريد البطيء يتيح وقتا كافيا للنشر، في حين يتشكل المارتينزت في معدلات تبريد سريعة. منذ العمليات الكيميائية (تحقيق التوازن ) تعجل عند ازدياد درجة الحرارة، المارتينزيت يتلف بسهوله بواسطة تطبيق الحرارة. وهذا ما يسمى عملية التطبيع. في بعض السبائك، يتم تقليل التأثير عن طريق إضافة عناصر مثل التنجستين التي تتداخل مع تنوي السمنتيت، ولكن في أكثر الأحيان، يتم أستغلال هذه الظاهرة بدلا من ذلك. حينماقد يكون التبريد من الصعب السيطرة عليه، الكثير من الصلب يبرد لإنتاج فرط من المارتينزيت، ثم خفف تدريجيا للحد من هجريزها حتى الهيكل المناسب لتحقيق التطبيق المقصود. الكثير من المارتينزيت يهجر الصلب هش، القليل جدا يهجر الصلب لين.

استخداماته

يستخدم فولاذ محتوي على المارتنسيت في لإنتاج أجزاء السيارات . وتسمى تلك السبيكة أحيانا فولاذ متعدد الأطوار . ويعنى بذلك فولاذ ذوطورين مثل النوعين TRIP وTWIP وفولاذ المارتنسيت . وهي تتميز بمتانة عالية وعلى الرغم من ذلك فيمكن تشكيلها .

كذلك يستخدم المارتنسيت لإنتاج الأدوات اليدوية.

انظر أيضا

حديد بيتا
نظام سهل الانصهار
باينيت
ليديبوريت
سمنتيت
مخطط الحديد والكربون
رواية (تكنولوجيا)
مخطط التحول الحراري الزمني

مراجع

↑ "A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium">Khan, Abdul Qadeer (1972) [1972], "3", The effect of morphology on the strength of copper-based martensites،, (باللغة German and English), 1 (الطبعة 1), Leuven، Belgium: A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium, صفحة 300 CS1 maint: ref=harv (link) صيانة CS1: لغة غير مدعومة (link)
^ EM2>Ashby, Michael F. (1992) [1986]. Engineering Materials 2 (الطبعة with corrections). Oxford: Pergamon Press. ISBN .
^ EM3>Bhadeshia, H. K. D. H. (2001) [2001]. Geometry of Crystals (الطبعة with corrections). London: Institute of Materials. ISBN تأكد من صحة |isbn= القيمة: invalid character (مساعدة).