Il martempering è un processo produttivo metallurgico destinato a controllare le caratteristiche della martensite negli acciai e nelle leghe. La martensite è uno degli stati cristallini indotti nei metalli dalla manipolazione termica e che rende il metallo eccezionalmente duro. I metalli costituiti da strutture esclusive di martensite sono spesso troppo duri e fragili e richiedono una riduzione delle caratteristiche della martensite a livelli utilizzabili. Il processo di martensite viene utilizzato per manipolare i livelli di martensite e consiste nel riscaldamento e in una serie sequenziale di cicli di raffreddamento che riducono gradualmente l’entità delle caratteristiche della martensite nel metallo. È vantaggioso iniziare il processo con un alto livello di formazione di martensite e ridurne gradualmente il livello poiché il processo riduce al minimo la distorsione e la fessurazione del metallo.
Il ferro e le sue leghe subiscono una varietà di cambiamenti nella struttura cristallina quando vengono riscaldati. Questi cambiamenti di stato si ottengono controllando la temperatura alla quale il metallo viene riscaldato e la sua velocità di raffreddamento. Questi stati cristallini includono austenite, martensite, perlite e bainite; ognuno possiede particolari caratteristiche lavorative. La martensite è uno stato cristallino caratterizzato da un’estrema durezza che, sebbene sia una caratteristica desiderabile, è generalmente accompagnata da fragilità, distorsione e tendenza alla fessurazione. Per compensare questi fattori negativi mantenendo un certo grado di durezza latente della martensite, viene applicato il processo di tempra per manipolare la struttura cristallina del metallo.
Il processo di martempering si basa sul fatto che il riscaldamento della martensite al di sopra del suo punto di formazione ne distrugge la struttura. Il rinvenimento della martensite comporta il riscaldamento di una struttura di martensite pura e completa e il raffreddamento o la tempra per fasi fino a raggiungere il grado di durezza desiderato. In altre parole, il processo distrugge gradualmente la struttura della martensite, evitando così fragilità e distorsione pur mantenendo parte della durezza originale. Ottenere il bilanciamento corretto è spesso difficile perché una tempra troppo piccola o eccessiva rende il metallo fragile o morbido e richiederebbe la ripetizione dell’intero processo.
Il rinvenimento della martensite viene generalmente effettuato in sale, piombo o bagni d’olio a temperature da 400° a 500°F (200°-260°C). Una volta che la parte ha raggiunto la temperatura del bagno, viene poi lasciata raffreddare a temperatura ambiente. La misura in cui la parte viene riscaldata determina quindi quanta parte della struttura di martensite originale viene mantenuta. I tempi di riscaldamento del martempering variano a seconda delle dimensioni del pezzo e nella maggior parte dei casi sono solo il tempo necessario affinché il pezzo raggiunga la temperatura del bagno.