[[Immagine:Martensite.jpg|thumb|upright=0.9|Martensite in un acciaio AISI 4140 al microscopio ottico]][[Immagine:Steel 035 water quenched.png|thumb|upright=0.9|Acciaio temprato in acqua]]
La '''martensite''' (dal nome del metallurgo[[metallurgia|metallurgico]] [[Germania|tedesco]] [[Adolf Martens]])''' indica in senso ristretto una [[polimorfismo (chimica)|forma polimorfa]] [[metastabile]] dell'[[acciaio]], sovrassatura di [[carbonio]], nel reticolo del [[ferro]] α. In senso esteso si chiamano ''martensitiche'' le strutture metastabili di qualsiasi lega metallica anche non ferrosa. Si parla di "strutture martensitiche" per esempio anche per i [[bronzo|bronzi]] all'[[alluminio]], o per le leghe del [[titanio]]. Le strutture martensitiche sono ottenute attraverso un raffreddamento rapido chiamato ''[[tempra]]'', in inglese "quenching", al fine di "congelare" una fase che è stabile ad alta temperatura ma a temperatura ambiente è instabile. Solitamente la tempra è ottenuta per ''immersione'', ovvero grazie allo [[scambio termico]] intenso tra il materiale e un [[fluido refrigerante]] che lo lambisce esternamente. Le notevoli deformazioni reticolari, che ostacolano il movimento delle [[dislocazione|dislocazioni]], sono la causa prima dell'indurimento. La struttura martensitica è macroscopicamente fragile e altamente tensionata, perciò spesso alla tempra si fa seguire un trattamento di [[rinvenimento]] (la combinazione dei due trattamenti è detta [[Bonifica (metallurgia)|bonifica]]) allo scopo di raggiungere un buon compromesso tra durezza, resistenza e tenacità del metallo. Da non trascurare inoltre che una grana austenitica di partenza grossolana genera una grana martensitica altrettanto grossolana: quindi la temperatura di austenitizzazione è il primo fattore da considerare per non eccedere in fragilità.
Nel caso dell'acciaio la fase di partenza instabile a temperatura ambiente è l'[[austenite]] (detta anche Fe γ + C, ''ferro gamma più carbonio''), con reticolo cubico a facce centrate stabile fino a una temperatura minima variabile a seconda del contenuto in carbonio, comunque compresa tra 727 °C e 912 °C, mentre la martensite nell'acciaio ha reticolo [[Sistema tetragonale|tetragonale]] a corpo centrato molto tensionato.
