Das Martemperieren ist ein metallurgisches Herstellungsverfahren zur Kontrolle der Martensiteigenschaften in Stahl und Legierungen. Martensit ist einer der kristallinen Zustände, der in Metallen durch thermische Manipulation induziert wird und das Metall außergewöhnlich hart macht. Metalle, die ausschließlich aus Martensit-Strukturen bestehen, sind oft zu hart und spröde und erfordern eine Reduzierung der Martensit-Eigenschaften auf ein brauchbares Maß. Das Martensitverfahren wird verwendet, um den Martensitgehalt zu manipulieren und besteht aus Erhitzen und einer Reihe von Abkühlzyklen, die das Ausmaß der Martensiteigenschaften im Metall allmählich verringern. Es ist vorteilhaft, den Prozess mit einem hohen Grad an Martensitbildung zu beginnen und den Grad allmählich zu reduzieren, da der Prozess Verzug und Rissbildung des Metalls minimiert.
Eisen und seine Legierungen erfahren beim Erhitzen eine Vielzahl von Veränderungen der Kristallstruktur. Diese Zustandsänderungen werden durch Steuern der Temperatur, auf die das Metall erhitzt wird, und seiner Abkühlgeschwindigkeit erreicht. Diese kristallinen Zustände umfassen Austenit, Martensit, Perlit und Bainit; jeder besitzt besondere Arbeitseigenschaften. Martensit ist ein kristalliner Zustand, der durch extreme Härte gekennzeichnet ist, die, obwohl eine wünschenswerte Eigenschaft, im Allgemeinen von Sprödigkeit, Verzug und Rissneigung begleitet wird. Um diese negativen Faktoren auszugleichen, während ein gewisser Grad der latenten Härte des Martensits beibehalten wird, wird der Prozess des Martemperns angewendet, um die Kristallstruktur des Metalls zu manipulieren.
Das Martemperierungsverfahren beruht darauf, dass die Wiedererwärmung des Martensits über seinen Entstehungspunkt hinaus dessen Struktur zerstört. Beim Anlassen von Martensit wird ein reines, vollständiges Martensitgefüge erhitzt und schrittweise abgekühlt oder abgeschreckt, bis der gewünschte Härtegrad erreicht ist. Mit anderen Worten, der Prozess zerstört die Martensitstruktur nach und nach, wodurch Sprödigkeit und Verzug vermieden werden, während ein Teil der ursprünglichen Härte erhalten bleibt. Das richtige Auswuchten ist oft schwierig, da zu wenig oder zu viel Anlassen das Metall spröde oder weich macht und eine Wiederholung des gesamten Vorgangs erfordern würde.
Das Anlassen von Martensit wird im Allgemeinen in Salz-, Blei- oder Ölbädern bei Temperaturen von 400 bis 500 °F (200–260 °C) durchgeführt. Hat das Teil die Badtemperatur erreicht, lässt man es auf Raumtemperatur abkühlen. Das Ausmaß der Erwärmung des Teils bestimmt dann, wie viel von der ursprünglichen Martensitstruktur erhalten bleibt. Die Aufheizzeiten beim Martemperieren sind je nach Größe des Teils unterschiedlich und dauern in den meisten Fällen nur so lange, bis das Teil die Badtemperatur erreicht.