מרטנזיט

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מרטנזיט. המחלקה להנדסה מכנית, המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה

מרטנזיט הוא מבנה גבישי של ברזל, תוצאה של טרנספורמציה מהירה (ללא תהליך דיפוזיה) ממצב אוסטניט. לרוב, מקובל להשתמש במונח "מרטנזיט" בהקשר של תרכובת פלדה פחמנית. תרכובת זו, ביחסים שונים בין הפחמן לפלדה, שימושית מאוד בתעשייה המודרנית ומשמשת לרוב כחומר גלם לבניית כלים, חלקי מכונות ושאר הישומים התעשייתיים. המרטנזיט נקרא על שם המטלורג הגרמני אדולף מארטנס (1850 – 1914).

המרטנזיט נוצר על ידי קירור מהיר (quenching) של תרכובת הנמצאת בפאזה אוסטניטית. הקירור המהיר גורם לאטומי הפחמן להילכד בגביש, כיוון שאינם מספיקים לצאת בדיפוזיה אל מחוץ למבנה הגבישי המתהווה. מבנה זה מכיל מאמצים פנימיים כתוצאה ממהירות המעבר מהפאזה האוסטניטית לפאזה המרטנזיטית. בהגדלה מיקרוסקופית של מרטנזיט מוצק, ניתן לראות שגרעיני הגבישים הם דמויי מחטים מחודדות – דבר המבחין את המרטנזיט מפאזות אחרות.

מבנהו של המרטנזיט הוא body centered tetragonal - BCT לעומת המבנה של האוסטניט – שהוא FCC face-centered-cubic. למרות ההבדל במבנה, הרכבם הכימי והתרכובתי זהה. המעבר מפאזה אוסטניטית לפאזה מרטנזיטית דורש מעט מאוד אנרגיית אקטיבציה, כיוון שהתהליך קורה כתוצאה מרה-ארגון עדין, אך מהיר, של מיקומי האטומים. צפיפות המרטנזיט נמוכה יותר מזו של האוסטניט, לכן המעבר בין שתי הפאזות גורם לשינוי בנפח התרכובת.

הפאזה המרטנזיטית יכולה להיהרס בקלות בחימום התרכובת, משום שתהליכים כימיים מואצים בטמפרטורות גבוהות. התהליך נקרא חיסום / ריפוי – (tempering). בסגסוגות מסוימות, התופעה ניתנת לשיכוך על ידי הוספת יסודות דוגמת טונגסטן, שמשתתפים בהתגרענות של הצמנטיט.

כיוון שקשה לשלוט בתהליך ה-quenching, פלדות רבות מקוררות בשיטה זו, כך שייווצר עודף של מרטנזיט ואז, על ידי חיסום, ריכוזי המרטנזיט משנים פאזה למבנה הרצוי בהתאם לשימוש העתידי של אותה פלדה. כיוון שיתר מרטנזיט גורם לפריכות של הפלדה ואילו מיעוט מרטנזיט יגרום לפלדה להיות רכה מדי, נחקרו קצבי החיסום הרצויים באקדמיה ובחברות מסחריות, ונמצאו נוסחאות אמפיריות לקבלת מבנים רצויים של הסגסוגת.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

מקורות[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • Fundamentals of Materials Science and Engineering, 5th edition, William D. Callister, Jr. et.al

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]