El término «martensita» generalmente se refiere a una forma de acero con una estructura atómica distintiva creada a través de un proceso llamado transformación martensítica. La martensita es muy dura, lo que significa que no se abolla ni se raya fácilmente; esto lo convierte en una opción popular para herramientas, como martillos y cinceles, así como espadas. Sin embargo, es quebradizo, por lo que se romperá en lugar de doblarse si se somete a demasiada presión. La martensita está hecha de austenita, una solución sólida de hierro con una pequeña cantidad de carbono.
Cambios de fase
La austenita tiene una estructura cristalina particular conocida como cúbica centrada en la cara (FCC). Esto significa que cada unidad cúbica tiene un punto de celosía en el centro de cada lado así como en cada esquina; con los puntos de celosía conectados, el cristal se vería como una caja cuadrada con una X a cada lado. Este tipo de acero comienza a formarse a temperaturas de aproximadamente 1,350 ° F (732 ° C). La austenita puede contener más carbono que otras formas de hierro. Si se deja enfriar naturalmente, la austenita se convierte en ferrita (hierro alfa o hierro puro) y cementita (carburo de hierro).
La transformación martensítica ocurre cuando la austenita se enfría rápidamente en un proceso conocido como enfriamiento. La rápida caída de temperatura atrapa los átomos de carbono dentro de las estructuras cristalinas de los átomos de hierro. Esto hace que los cristales cambien de FCC a tetragonal centrada en el cuerpo (BCT); los cristales se estiran para que sean cuadrados en cada extremo pero más largos en los lados (como una caja de zapatos), y los puntos de celosía que estaban en el centro de cada cara ahora están unidos en un punto en el centro del cristal. Esta nueva estructura es la que aumenta enormemente la dureza del acero.
Temperamento
El acero martensítico resultante es extremadamente duro, lo que significa que no se raya, pero es muy frágil, por lo que se romperá bajo tensión. Para abordar esta debilidad, la martensita se calienta en un proceso llamado templado, que hace que la martensita se transforme parcialmente en ferrita y cementita. Este acero templado no es tan duro, pero se vuelve más resistente (menos propenso a romperse) y más maleable, y por lo tanto más adecuado para uso industrial.
Utiliza materiales de
La dureza de la martensita templada lo convierte en un buen material para aceros para herramientas, ya que la resistencia a la abrasión y la deformación es importante en tales aplicaciones. Es un componente común en piezas de máquinas y matrices de forja. Los aceros templados que contienen silicio se utilizan a menudo para el acero para muelles, que se puede utilizar para hacer muelles, cuerdas de instrumentos musicales y componentes en maquetas de trenes y otros juguetes. El acero para resortes se puede torcer o doblar sin deformación permanente, lo que lo convierte en una buena opción para componentes que requieren que el acero se mueva repetidamente sin degradarse.
El acero inoxidable, que contiene cromo además de hierro y carbono, también se puede fabricar con una estructura cristalina martenística. Esta forma es menos resistente a la corrosión que otras formas de acero inoxidable, pero también es más fuerte y más fácil de mecanizar en la mayoría de los casos. Un método para hacerlo, llamado endurecimiento por precipitación (o endurecimiento por envejecimiento), agrega impurezas como cromo y níquel durante un proceso de tratamiento térmico prolongado; El acero inoxidable martensítico endurecido por precipitación tiene una fuerza aún mayor junto con una alta resistencia a la corrosión. Este acero se utiliza a menudo en aplicaciones militares y aeroespaciales.
Transformación desplazada
La transformación martensítica es el ejemplo más conocido de transformación desplazadora, un tipo de cambio de fase en el que los átomos de un material se mueven distancias cortas al unísono en lugar de difundirse individualmente en distancias más largas. Un cambio de fase ocurre cuando una sustancia cambia de un estado, como un sólido, a otro, como un líquido. Debido a que son tan conocidos como un tipo de transformación desplazadora, los términos “martensita” o “martensítica” se utilizan a veces en un sentido más amplio para describir cualquier material producido por transformación desplazante.