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[[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 [[metallurgia|metallurgico]] [[Germania|tedesco]] [[Adolf Martens]]) èindica in senso ristretto una [[allotropia (chimica)|forma allotropica]] [[metastabile]] dell'[[acciaio]], sovrassatura di [[carbonio]], nel reticolo del [[ferro]] α. ÈIn unasenso faseesteso chesi chiamano ''martensitiche'' le strutture metastabili di qualsiasi lega metallica anche non sussisteferrosa. inSi equilibrio,parla madi può"strutture esseremartensitiche" ottenutaper medianteesempio congelamentoanche strutturaleper delli [[bronzo|bronzi]] all'[[austenitealluminio]], (dettao ancheper Fele γleghe +del C,[[titanio]]. ''ferroLe gammastrutture +martensitiche carboniosono ottenute attraverso un raffreddamento rapido ('')[[tempra]]'', in inglese "quenching", solitamente ottenuta per bruscoscambio raffreddamentotermico daintenso temperaturecon superioriun afluido quellarefrigerante) al fine di austenitizzazione"congelare" (variabileuna fase che è stabile ad alta temperatura ma a secondatemperatura delambiente contenutoè ininstabile. carbonioLe notevoli deformazioni reticolari, comunqueche compresaostacolano trail 727movimento °Cdelle [[dislocazione|dislocazioni]], sono la causa prima dell'indurimento. La struttura martensitica è macroscopicamente fragile e 912altamente °C)tensionata, finoperciò aspesso temperaturaalla ambiente;tempra si originafa cosìseguire un reticolotrattamento di [[tetragonorinvenimento]] (la combinazione dei due trattamenti è detta [[Bonifica (metallurgia)|tetragonalebonifica]]) aallo corposcopo centratodi piuttostoraggiungere tensionatoun 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 [[tetragono|tetragonale]] a corpo centrato molto tensionato.
A temperatura ambiente sarebbe stabile la struttura perlitica, un miscuglio di ferro alfa e [[cementite]] (Fe<sub>3</sub>C); il raffreddamento troppo rapido, però, fa sì che la massa metallica "non riesca" ad arrangiarsi nella struttura [[equilibrio stabile|stabile]] non tensionata ferritica, ma andando a ricalcare quella austenitica è altamente tensionata. Le sue notevoli deformazioni reticolari, che ostacolano il movimento delle [[dislocazione|dislocazioni]], sono la causa prima dell'indurimento.
A temperatura ambiente sarebbe stabile la struttura perlitica: grani di ferrite alfa, con reticolo cubico a facce centrate, e di [[cementite]] (Fe<sub>3</sub>C) segregata a bordo grano; il raffreddamento troppo rapido, però, fa sì che la massa metallica "non abbia il tempo" di distendersi in modo [[equilibrio stabile|stabile]] come ferrite, ma si distenda poco rimanendo praticamente aderente a quella austenitica originaria e per questo resta come già detto altamente tensionata. Se l'acciaio contiene meno dello 0,6% di carbonio la martensite sarà di tipo ''aciculare'' mentre se il tenore di carbonio all'interno dell'acciaio è superiore allo 0,6% si forma una ''martensite a placchette''.
La formazionetemperatura iniziadi allainizio temperaturadella formazione viene indicata di solito con M<sub>s</sub> e sila completatemperatura alladi temperaturafine formazione con M<sub>f</sub>; taleentrambe intervalloscendono si spostaper in bassol'acciaio all'aumentare della concentrazione di [[carbonio]] e in altosalgono in presenza di deformazioni plastiche. Il processo avviene quasi istantaneamente, mediante un movimento coordinato di atomi e non per diffusione, impedita dalla bassa temperatura. La nucleazione si avvia dall'interno, non daidal [[bordo di grano|bordi di grano]]. Nella tempra (intesa come una generica trasformazione da [[austenite]] a martensite) si ha un aumento di volume dell'acciaio, bisogna quindi porre attenzione che le tensioni interne createsi non lo [[snervamento|snervino]] il materiale, conportando la nascita dia distorsioni e cricche.
La martensite è una fase che presenta alta durezza e resistenza meccanica, perciò spesso è ottenuta appositamente in un pezzo mediante il trattamento termico di [[tempra]]. Il suo problema, tuttavia, è che è una struttura 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 "ammorbidire" questi problemi e raggiungere un buon compromesso tra durezza, resistenza e tenacità dell'acciaio.<br />
Da non trascurare, comunque, 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.
Se l'acciaio contiene meno dello 0,6% di carbonio la martensite sarà di tipo ''aciculare'' mentre se il tenore di carbonio all'interno dell'acciaio è superiore allo 0,6% la martensite sarà denominata ''martensite a placchette''.
Alcuni metallurgisti, per estensione, chiamano ''martensitiche'' tutte le strutture metastabili, di qualsiasi lega metallica anche non ferrosa, ottenute attraverso un raffreddamento rapido (''quenching'') al fine di "congelare" una fase che a temperatura ambiente non si troverebbe in equilibrio, come per l'austenite nel caso dell'acciaio.
Si parla così di "strutture martensitiche" per i [[bronzo|bronzi]] all'[[alluminio]], o per le leghe del [[titanio]].
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