Ce este martensita si care sunt caracteristicile sale mecanice?

Ce este martensita si care sunt caracteristicile sale mecanice?

La grade mari de subracire creste instabilitatea termodinamica a austenitei, iar viteza de difuziune a carbonului scade brusc. La subracirea austenitei intr-un otel eutectoid pana la 240 ⁰C, mobilitatea atomilor de carbon este apropiata de zero avand loc transformarea fara difuziune a austenitei. Astfel, se modifica doar tipul de retea cristalina γ -> α, iar intreaga cantitate de carbon dizolvata anterior integral in reteaua austenitei, ramane in reteaua feritei chiar daca concentratia de echilibru a carbonului in ferita nu depaseste 0,006% la temperatura camerei. Drept urmare, se formeaza o solutie solida suprasaturata interstitiala de carbon in Fe α, care se numeste martensita. Din cauza suprasaturarii in carbon, reteaua martensitei este puternic deformata si in loc de cubica capata o forma tetragonala in care raportul perioadelor retelei difera puternic de valoarea 1, adica c / a 1. Cu cat este mai mare cantitatea de carbon cu atat gradul de tetragonalitate al martensitei este mai mare.

Martensita are o duritate foarte mare ( 65 HRC) si in acelasi timp fragilitate. Duritatea mare a martensitei apare ca urmare a deformarii retelei cristaline si deci a tensionarii puternice a acesteia datorita carbonului dizolvat si a ecruisarii. Aceasta din urma se datoreaza cresterii de volum la transformarea austenitei in martensita, avand ca urmare o crestere a densitatii de dislocatii in martensita la nivelul unui otel deformat plastic la rece, adica de 1010 - 1012 cm^-2.

Principala caracteristica a martensitei este duritatea si rezistenta mecanica mare, care cresc odata cu cresterea continutului de carbon in otel. Rezistenta mecanica temporara a martensitei cu carbon scazut (0,025 %C) este de 1000 MPa, iar pentru martensita cu 0 - 0,7 %C este de 2600 - 2700 MPa. Dar, cu cresterea continutului de carbon din martensita, creste si susceptibilitatea de rupere fragila. Martensita, ce contine mai mult de 0 - 0,4 %C, are o rezistenta scazuta la formarea si propagarea fisurilor, si de asemenea valori scazute ale rezilientei K1c.

Cristalele de martensita, in functie de compozitia otelului si ca urmare in functie de temperatura de formare, pot avea diferite morfologii si substructuri. Se disting, astfel, doua tipuri de martensita:

- martensita in plachete (aciculara)

- martensita stratificata (in sipci)

Dimensiunile cristalelor de martensita, indiferent de morfologie, se determina in functie de dimensiunea grauntelui initial de austenita. Cu cat acestia din urma sunt mai mari, cu atat mai mari vor fi cristalele de martensita. Prima placheta de martensita are lungimea corespunzatoare intregii dimensiuni a grauntelui de austenita in care se formeaza. Cristalele, care se formeaza ulterior la temperaturi mai scazute vor avea lungimi mai mici.

Daca un otel eutectoid este racit doar pana la temperatura camerei, in structura acestuia va apare pe langa martensita si austenita reziduala. Aparitia acesteia este nedorita, deoarece provoaca o neomogenitate a proprietatilor in sectiunea pieselor. Martensita are un volum specific mai mare decat alte structuri, iar austenita mai mic. De aceea, la trecerea de la austenita la martensita, volumul si dimensiunile materialului metalic cresc.