Martensitt
Martensitt er den hardeste typen mikrostruktur som finnes i stål. Den blir spesielt hard og sprø når den inneholder mye karbon. Grunnen er at karbonatomene i martensitt gjør stålet veldig stresset på et mikroskopisk nivå. Dette stresset hindrer stålet i å deformere plastisk, noe som betyr at det ikke kan bøyes eller formes uten å brekke.
I tillegg har martensitt mange små feil og grenser mellom kornene i strukturen, noe som også gjør det hardere.
Når stål med martensitt varmes opp i en prosess som kalles anløping, blir både hardheten og sprøheten redusert. Under anløpinga vil karbonatomene danne små partikler som kalles karbider, og disse hjelper til med å redusere stresset i strukturen.
Ståltype | Karboninnhold | Bruksområde | Varmebehandling og egenskaper |
|---|---|---|---|
| Seigherdingsstål | 0,25–0,50 % | Maskindeler som akslinger, veivstenger, stempelstenger og tannhjul | Anløpes ved høy temperatur for å oppnå høy seighet, noe som gjør at de tåler slag og støt. |
| Verktøystål | 0,5–2,0 % | Verktøy og redskaper | Svært hardt og slitesterkt. Kan inneholde høye mengder legeringselementer for spesielle egenskaper som varmebestandighet. Anløpes for å få riktig balanse mellom hardhet og seighet. |
| Settherdingsstål | Lavt i kjernen, høy overflatekarbon etter oppkulling (~0,9 %). | Produkter som trenger høy overflatehardhet, som tannhjul og andre deler som er utsatt for høy slitasje | Overflata blir oppkullet ved høy temperatur, fulgt av rask nedkjøling og lett anløping. |
| Fjærstål | Mange fjærstål inneholder martensitt og brukes i applikasjoner hvor fjæring er viktig |
Martensitt er en kroppssentrert tetragonalkrystallstruktur som dannes ved hurtig avkjøling av stål fra en temperatur over austenittens kritiske temperatur.
I en tetragonal struktur er avstanden mellom atomene lik i to av de tre aksene X, Y og Z, og atomene i alle tre akser er koblet til hverandre.
For å danne martensitt må vi gjennomføre en herdeprosess. Dette gjøre vi ved å varme opp stålet til en høy temperatur og deretter kjøle det raskt ned. Denne prosessen gjør stålet hardere og mer slitesterkt, noe som er avgjørende for mange industrielle applikasjoner.
Martensitt dannes når stål herdes ved å avkjøles raskt nok til å hindre diffusjon av karbonatomer, som normalt ville resultert i dannelsen av perlitt.
Martensitt har høy hardhet og styrke, noe som gjør det egnet for bruksområder som krever slitasjemotstand og styrke.
Martensitt er sprø og har lav seighet, noe som kan gjøre den sårbar for brudd under påvirkning av slag eller støt.