Martenzyt

Spust roztopionej stali do czynnika chłodzącego

Martenzyt – nazwa jednej z metastabilnych struktur, występująca w stopach Fe-C, charakteryzująca się bardzo dużą twardością. Pochodzi od nazwiska niemieckiego metalurga, Adolfa Martensa (1850 – 1914). Obecnie przez określenie martenzyt należy rozumieć struktury, które powstają w wyniku przemiany martenzytycznej.

Alotropia - zjawisko występowania różnych odmian tego samego pierwiastka chemicznego różniących się właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Odmiany alotropowe pierwiastka mogą różnić się między sobą budową kryształów lub liczbą atomów w cząsteczce.

Izoterma to dowolna zależność właściwości układu fizycznego otrzymana przy stałej temperaturze, przykładem izotermy jest izoterma adsorpcji. Nazwą tą określa się również wykres takiej zależności.

Przemiana martenzytyczna

Przemiana martenzytyczna jest przemianą pierwszego rodzaju, a więc zachodzi poprzez zarodkowanie nowej fazy i wzrost jej zarodków. W silnie przechłodzonych stopach może dojść do zmiany fazy wysokotemperaturowej w nową fazę o dokładnie takim samym składzie chemicznym, lecz odmiennej strukturze krystalicznej. Z tego powodu przemianę martenzytyczną określa się mianem bezdyfuzyjnej. Pierwotnie terminem martenzyt określano produkt hartowania stali. Po pewnym czasie stwierdzono, że ta przemiana ma wiele wspólnych cech z innymi przemianami bezdyfuzyjnymi występującymi w innych układach. Produkty przemiany martenzytycznej w zależności od rodzaju stopu mogą mieć różne typy sieci i nie zawsze charakteryzują się wysoką twardością. Przez długi okres czasu w mocy utrzymywało się przeświadczenie, że wszystkie przemiany martenzytyczne są atermiczne. Odkryto kilka układów, w których ten warunek nie jest spełniony.

Ferryt – stop żelaza z węglem będący międzywęzłowym roztworem stałym węgla lub innych pierwiastków w odmianie alotropowej α żelaza (α-Fe). Tworzy sieć krystaliczną typu sieci wewnętrznie centrowanej A2[1]. Ferryt charakteryzuje niska zawartość węgla, w temperaturze pokojowej maksymalnie 0,008%, a w temperaturze przemiany austenitycznej (723 °C), 0,02%[2]. W obecności węgla tworzy węglik żelaza Fe3C - cementyt. Stop ferrytu i cementytu nosi nazwę perlitu [1].

Stopy z pamięcią kształtu są to materiały, w których zachodzi odwracalna, termosprężysta, przemiana martenzytyczna. Powrót elementu do kształtu początkowego, po odkształceniu, następuje w wyniku wyzwolenia naprężeń wewnętrznych podczas przemiany odwrotnej w wyniku nagrzewania lub wskutek zwolnienia naprężenia odkształcającego.

Przemianom martenzytycznym ulega wiele różnych metali i ich stopów z niemetalami, np. Ti, Zr, Co, Na, Tl, Hg, Li, Fe–C, Fe–N, Cu–Sn, Cu–Zn, Cu–Al. Przemiany zachodzą wówczas, gdy odmiana alotropowa trwała w wyższej temperaturze zostaje bardzo szybko ochłodzona do temperatury, w której jest trwała druga z odmian. W tych warunkach nie jest możliwe utworzenie zarodków krystalizacji odmiany niskotemperaturowej na powierzchni krystalitów fazy wysokotemperaturowej, ponieważ szybkość dyfuzji jonów do powierzchni kryształów fazy przechłodzonej jest zbyt mała.

Wić – (łac. flagellum, l.mn. flagella), organellum ruchu wyrastające z powierzchni komórki u niektórych mikroorganizmów, pierwotniaków, niższych roślin i komórek zwierząt, np. u bakterii wiciowych, wiciowców, młodocianych korzenionóżek, promienionóżek, komórek kołnierzykowo-biczykowatych gąbek, plemników.

Cementyt (węglik żelaza, Fe3C) – jedna z podstawowych faz międzymetalicznych z grupy węglików, występującą w stopach żelaza z węglem i innymi pierwiastkami. Cementyt jest jednym ze składników stali; jest materiałem twardym i kruchym, posiada strukturę krystaliczną rombową, jego twardość to około 65 HRC (800 HB), jest fazą metastabilną o zawartości węgla do 6,67%. Posiada liczne wiązania metaliczne, co sprawia, że posiada własności metaliczne.

Ogólne cechy

przemiana realizuje się przez ścinanie mechanizmami poślizgu lub bliźniakowania w oddzielnych fragmentach objętości materiału. Odkształcenie towarzyszące przemianie jest jednorodne w obrębie obszaru przemienionego i nazywane jest pierwotnym. Dla danego składu chemicznego występuje ściśle określona zależność orientacji krystalograficznej pomiędzy osnową i produktem przemiany, a także wyraźnie określona płaszczyzna habitus.

przemiana jest bezdyfuzyjna i nie wymaga żadnych aktywowanych cieplnie ruchów atomów. Martenzyt zachowuje skład chemiczny austenitu jak również porządek ułożenia atomów, jeśli faza wyjściowa posiadała np. nadstrukturę.

przemiana wykazuje przemieszczeniowy (wojskowy) charakter przesunięcia atomów, czyli każdy atom porusza się w tym samym kierunku na odległość proporcjonalną do jego odległości od płaszczyzny wspólnej (inwariantnej) z fazą austenitu. Płaszczyzna pozostaje nie zniekształcona i nie obrócona. Powierzchnia międzyfazowa osnowa-martenzyt może być traktowana jako układ dyslokacji, który przemieszczając się przemienia sieć osnowy w sieć martenzytu. Wymaga to zaistnienia sprzężonego ruchu atomów. Rzeczywiste przemieszczenie każdego atomu względem sąsiada przy przejściu przez powierzchnię międzyfazową jest mniejsze od parametru sieci. Prędkość przemieszczania się powierzchni jest rzędu 10cm/s.

Częściowo występujące cechy

atermiczna kinetyka procesu. W większości przypadków martenzyt zaczyna się tworzyć podczas chłodzenia po przekroczeniu temperatury Ms. Obniżanie temperatury poniżej Mf nie zwiększa ilości martenzytu. Odkształcenie plastyczne osnowy może spowodować powstanie martenzytu powyżej Ms, ale nie powyżej Md. Towarzyszący odkształceniu plastycznemu ruch dyslokacji ułatwia najprawdopodobniej zarodkowanie martenzytu. Przemianę martenzytyczną można wywołać również odpowiednio dużym odkształceniem.

faza powstająca w wyniku przemiany martenzytycznej podczas chłodzenia może się takim samym mechanizmem przemienić w fazę wyjściową w trakcie następnego nagrzewania. Warunkiem koniecznym do spełnienia jest, aby proces nagrzewania nie uruchomił wydzielania zmieniającego skład chemiczny. Z tego powodu przemiany martenzytyczne można podzielić na:

a) nieodwracalne (np. stale) b) odwracalne (np. stopy Ni-Ti).

Cechy indywidualne

w żelazoniklach o zawartości 30% Ni podczas chłodzenia przemiana przebiega w wyniku powstawania wciąż nowych płytek martenzytu, z których każda prawie natychmiast osiąga swój końcowy wymiar. Taki przebieg procesu jest charakterystyczny dla stopów o znacznym rozstępie temperatur Ms i As i gdy przemiana posiada dużą siłę pędną. Powstający zarodek martenzytu rośnie gwałtownie, dopóki nie spotka przeszkody strukturalnej w postaci granicy ziaren, czy innej płytki.

w stopach Au-Cd tworzące się płytki martenzytu nie osiągają od razu końcowego wymiaru. Każdy zarodek rośnie gwałtownie do pewnej wielkości. W trakcie dalszego obniżania temperatury wzrost jest kontynuowany często w następstwie kolejnych skoków. Powiększanie siły pędnej przemiany powoduje dalszy wzrost płytek i zwiększa możliwość pojawienia się nowych.

w stopach U-Cr pojawia się izotermiczny wzrost martenzytu. Objawia się to obniżaniem z czasem sił przeciwnych przemianie. Przeciwdziałająca przemianie energia odkształceń maleje z czasem w następstwie stopniowego rozwoju odkształceń plastycznych, bliźniakowania w martenzycie i poślizgu w austenitycznej osnowie.

Termodynamiczna siła pędna

Utworzenie zarodków martenzytu wymaga znacznej energii dla pokonania oporu sprężystego austenitu, której musi dostarczyć energia swobodna związana ze zmianą objętości. Z tego powodu temperatura początku przemiany martenzytycznej Ms jest niższa od temperatury równowagi fazowej T0. Część energii mogą dostarczyć zewnętrznie przyłożone naprężenia, wskutek czego temperatura początku przemiany oznaczana jest jako Md i leży bliżej T0, niż temperatura Ms. Przemiana martenzytyczna nie może przebiegać przy temperaturze równowagowej T0, ale wymaga określonego przechłodzenia. Jest to indywidualna wielkość dla danego stopu. Spowodowane jest to istnieniem hamującej proces energii powierzchniowej, energii odkształceń oraz energii potrzebnej na powstanie zarodków martenzytu. Jeżeli zmiana energii swobodnej jako siły pędnej przemiany znacznie przewyższa energię odkształcenia, to odkształcenie austenitu ma charakter plastyczny i przebiega ona spontanicznie oraz jest nieodwracalna. W przypadku, gdy zmiana energii swobodnej różni się niewiele od energii w stanie równowagi termodynamicznej przemiany to taka przemiana ma charakter termosprężysty i jest odwracalna.

Nikiel (Ni, łac. niccolum) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Został odkryty w roku 1751 przez Cronstedta. W 1804 otrzymano go po raz pierwszy w stanie czystym. Przed naszą erą był używany w stopach z miedzią i cynkiem.

Bliźniakowanie - podobnie jak poślizg zachodzi tylko wzdłuż ściśle określonych płaszczyzn zwanych płaszczyznami bliźniakowania. Podczas bliźniakowania, pod działaniem naprężenia stycznego, następuje przesunięcie względem siebie kolejnych warstw atomowych wskutek ruchu poślizgowego części dyslokacji. Zbliźniakowane części kryształu względem płaszczyzny bliźniakowania są identyczne.

Teorie opisujące przemiany martenzytyczne

Istnieją dwa podejścia do badań i opisu przemian martenzytycznych:

zależności geometryczne i krystalograficzne między austenitem, a martenzytem

termodynamika i kinetyka przemiany

Teoria fenomenologiczna

Teoria fenomenologiczna opracowana została w 1953 roku przez Wechslera, Liebermana i Reada. Zajmuje się początkowym i końcowym stanem sieci krystalicznej podczas przemiany martenzytycznej. Nie precyzuje drogi, jaką atomy osiągnęły stan końcowy. Przy takim podejściu wyróżnia się dwa rodzaje odkształceń doprowadzających austenit do przemiany w martenzyt:

Przemiana perlityczna - przemiana fazowa (termiczna) austenitu w perlit zachodząca w wyniku powolnego chłodzenia stali (poniżej temperatury 727°C) nagrzanej do temperatury austenitu. Zachodzi przy ochłodzeniu austenitu poniżej temperatury Arl (alotropowej), przemiana dyfuzyjna związana z przegrupowaniem atomów węgla zachodząca przez zarodkowanie i wzrost zarodków; zarodkowanie heterogeniczne na cząstkach cementytu, płytkach ferrytu, a w austenicie na granicach jego ziaren; kolejno tworzenie płytek cementytu i ferrytu. PERLIT - mieszanina eutektoidalna złożona z płytek ferrytu oraz cementytu.

Hartowność stali – jest podatnością stali na hartowanie, czyli tworzenie struktury martenzytycznej. Na hartowność stali wpływa wiele czynników, a przede wszystkim jej skład chemiczny, czyli głównie pierwiastki stopowe. Wpływ ma także wielkość ziarna austenitu, jednorodność austenitu i obecność innych nierozpuszczonych cząstek. Temperatury początku i końca przemiany martenzytycznej w dużym stopniu zależą od udziału węgla. Im jest go więcej, tym te temperatury są niższe i trudniejsze do osiągnięcia. Powoduje to, że stal niskowęglowa jest bardziej hartowna od wysokowęglowej. Dodatki stopowe, takie jak mangan lub chrom, znacznie podwyższają hartowność stali poprzez zmniejszenie krytycznej prędkości chłodzenia, która przy stalach węglowych wynosi około 400 do 500 °C/s. Możliwość zmniejszenia tej prędkości wpływa na zmniejszenie naprężeń hartowniczych. Głębokość hartowania, jaką daje się uzyskać w stali węglowej, nie jest większa niż 3 do 10 mm, w zależności od jej składu. Dodatki stopowe pozwalają zwiększyć głębokość hartowania.

odkształcenie sieci (odkształcenie Baina) - jednorodna deformacja, wywołującą zmianę kształtu, która może być obserwowana makroskopowo na polerowanych powierzchniach w postaci reliefu.

odkształcenie niezmiennicze sieci - niejednorodna deformacja w dużo mniejszej skali obserwowana na płytkach martenzytu. Jeżeli deformacja przebiega mechanizmem bliźniakowania to bliźniaki można obserwować przy pomocy mikroskopu świetlnego i elektronowego. Jeżeli realizuje się poprzez poślizg to aktywne dyslokacje i ich systemy poślizgu można obserwować tylko przy pomocy mikroskopu elektronowego.

Niejednorodne ścinanie w postaci poślizgu lub bliźniakowania kompensuje deformację kształtu wywołanego przez odkształcenie Baina. Najczęściej austenit podczas przemiany zostaje odkształcony plastycznie i traci zdolność do odwracalności przemiany. Jeżeli wzajemne dopasowanie sieci austenitu i tworzącego się martenzytu zachodzi przez odkształcenie sprężyste to przemiana ma charakter odwracalny i nosi nazwę termosprężystej przemiany martenzytycznej.

Twardość – cecha ciał stałych świadcząca o odporności na działanie sił punktowych (skupionych). Efektami oddziaływania sił skupionych mogą być odkształcenia powierzchni, zgniecenie jej lub zarysowanie. Twardość materiału mierzy się za pomocą sklerometru i mikrotwardościomierza. Twardość jest istotną charakterystyką materiałów konstrukcyjnych. Dla każdego z typu tych materiałów utworzono odpowiednie metody klasyfikacji i pomiarów twardości.

Eutektoid (mieszanina eutektoidalna) - Drobnokrystaliczna mieszanina dwóch lub więcej faz przypominająca budową mieszaninę eutektyczną, ale powstała w stanie stałym.

Teoria krystalograficzno-fenomenologiczna

Teoria krystalograficzno-fenomenologiczna opracowana została przez Bowlesa i Mackenziego na podstawie wcześniej opublikowanej teorii fenomenologicznej. Rozbudowali ją o wyznaczenie zależności krystalograficznych austenitu i martenzytu, określili płaszczyznę habitus oraz wyznaczyli wielkości odkształceń jakie towarzyszą przemianie martenzytycznej. Teoria zakładała osiągniecie najniższej wartości energii odkształcenia towarzyszącego przemianie. Warunek ten spełniony jest dla płaskiego niezmienniczego odkształcenia, przy czym płaszczyzną inwariantną jest płaszczyzna habitus. Ten rodzaj odkształcenia nie do końca tłumaczył przemianę austenitu w martenzyt. Dopiero koncepcja odkształcenia Baina uzupełniła teorię o ten aspekt.

Układ heksagonalny – układ krystalograficzny, w którym trzy z czterech osi leżą w jednej płaszczyźnie, mają jednakową długość, a kąt między nimi wynosi 120°. Czwarta oś jest osią sześciokrotną, ma inną niż pozostałe długość i jest do nich prostopadła.

Hartowanie – rodzaj obróbki cieplnej materiału prowadzący do zwiększenia jego twardości i wytrzymałości, jak również podniesienia granicy plastyczności i sprężystości.

Przemiana martenzytyczna w metalach i ich stopach

Bezdyfuzyjne przemiany w metalach i ich stopach sklasyfikowano w trzech grupach. W pierwszej grupie znalazły się materiały, których faza rozpuszczalnika podczas przemiany martenzytycznej zmienia odmianę alotropową. Faza austenitu jest stabilna mechanicznie. Do drugiej grupy należą stopy β przestrzennie centrowane Hume'a-Rothery'ego. Charakteryzują się średnią stabilnością mechaniczną w temperaturach powyżej Ms. Do ostatniej grupy należą materiały o słabej stabilności mechanicznej austenitu.

Grupa I: martenzyt powstały w wyniku przemiany alotropowej fazy rozpuszczalnika

Zgład metalograficzny w metaloznawstwie jest to pobrana skośnie, poprzecznie lub podłużnie względem osi materiału i odpowiednio przygotowana próbka do badań mikroskopowych.

Objętość jest miarą przestrzeni, którą zajmuje dane ciało w przestrzeni trójwymiarowej. W układzie SI jednostką objętości jest metr sześcienny, jednostka zbyt duża do wykorzystania w życiu codziennym. Z tego względu najpopularniejszą w Polsce jednostką objętości jest jeden litr (l) (1 l = 1 dm3 = 0,001 m³).

żelazo i stopy na bazie żelaza

mechanizm ścinający przemiany (kobalt, stopy na bazie kobaltu, metale ziem rzadkich, stopy na bazie metali ziem rzadkich, MnSi, TiCr2)

przemiana z A2 do sieci gęsto upakowanych (tytan, stopy na bazie tytanu, cyrkon, stopy na bazie cyrkonu, stopy na bazie litu, tal)

inne (np. pluton, uran, rtęć, itp.).

Grupa II: stopy β przestrzennie centrowane Hume'a-Rothery'ego i stopy z pamięcią kształtu na bazie niklu

Defekty sieci krystalicznej – niedoskonałości kryształów polegające na punktowym lub warstwowym zerwaniu regularności ich sieci. Defekty występują praktycznie we wszystkich rzeczywistych kryształach. Wynikają one z natury procesu krystalizacji.

Efekt pamięci kształtu – pamięć kształtu polega na tym, iż po odkształceniu materiału przy odpowiedniej temperaturze oraz następnym nagrzaniu do nowej, wyższej temperatury następuje powrót odkształconego elementu do pierwotnego kształtu. Zjawisko fizyczne pojawiające się na skutek zachodzenia bezdyfuzyjnej, odwracalnej, termosprężystej przemiany martenzytycznej. Efekt pamięci kształtu jest przemianą heterogeniczną (można wyróżnić etap zarodkowania i wzrostu zarodków) i atermiczną (kinetyka przemiany fazowej jest niezależna od czynników ją indukujących).

stopy β miedzi, srebra i złota

stopy β niklu (Ni-Ti-X, Ni-Al, Ni-Co-X, Ni3-XMXSn (M=Cu, Mn))

stopy β kobaltu.

Grupa III: martenzyt powstały w wyniku bliźniakowania (z sieci regularnej na tetragonalną)

stopy na bazie indu

stopy na bazie magnezu

15 związków LaAgXIn1-X

inne (np. Ru-Ta, Ru-Nb, YCu, LaCd).

Przemiana martenzytyczna w stopach żelaza

Ilustracja bezdyfuzyjnej przemiany austenitu w martenzyt

Schemat wykresu CTPc dla stali uwzględniający zakresy istnienia martenzytu oraz szybkiej prędkości chłodzenia.

Ogólne informacje

Przemiana martenzytyczna w stopach na bazie żelaza jest bardzo dobrze poznana (w szczególności w stalach). Produktami takich przemian może być martenzyt o trzech różnych sieciach krystalicznych:

Wskaźniki Millera – w krystalografii notacja wykorzystywana do opisu kierunków i płaszczyzn krystalograficznych. Rodzina płaszczyzn lub prostych jest określona przez trzy liczby całkowite nazywane wskaźnikami Millera.

Obróbka termiczna - rodzaj obróbki, w której określony zabieg technologiczny zmienia w stanie stałym strukturę stopu oraz wszelkie jego własności. Obróbka ta jest stosowana w różnego typu metalach w celu dalszej ich obróbki.

α' - sieć regularna przestrzennie centrowana lub tetragonalna przestrzennie centrowana

ε - sieć heksagonalna zwarta

dalece uporządkowany - sieć tetragonalna ściennie centrowana.

Przemiana martenzytyczna w stalach jest przemianą bezdyfuzyjną i polega tylko na przebudowie struktury krystalicznej z regularnej ściennie centrowanej austenitu na regularną przestrzennie centrowaną martenzytu. Istnieje zależność zawartości węgla w martenzycie, a tetragonalnością martenzytu. Zachodzi ona tylko w warunkach ciągłego chłodzenia w zakresie pomiędzy temperaturą Ms, a temperaturą Mf. Obie temperatury zależą od składu chemicznego austenitu. Przemiana martenzytyczna zachodzi z bardzo dużą prędkością, zbliżoną do prędkości rozchodzenia się dźwięku w stali. Przemiana następuje przez tworzenie się nowych zarodków martenzytu, nie zaś przez rozrost wcześniej powstałych. "Igła" martenzytu jest w obrębie jednego ziarna ukierunkowana względem pozostałych pod kątem 60° lub 120°. Orientację krystalograficzną igieł martenzytu względem ziaren austenitu przedstawiono w poniższej tabeli:

Układ jednoskośny - układ krystalograficzny, w którym są trzy osie różnej długości, z czego dwie są w stosunku do siebie prostopadłe, a trzecia jest ustawiona skośnie.

Wykres fazowy (diagram fazowy) – dla różnych faz pozostających w stanie równowagi – zależność składu danej fazy od składu innej fazy; wykres taki zawiera informację na temat obszarów współistnienia, gdzie istnieją jednocześnie różne fazy.

Przemiana hamowana jest przez rosnące naprężenia ściskające. Jest to spowodowane większą objętością martenzytu, niż austenitu. Bardzo często z tego powodu przemiana nie zachodzi do końca. Historycznie rozróżniano dwa rodzaje austenitu pozostałego po przemianie:

austenit szczątkowy - austenit, który nie uległ przemianie podczas hartowania, gdy osiągnięto temperaturę Mf

austenit resztkowy - austenit, który nie uległ przemianie podczas hartowania, gdy nie osiągnięto temperatury Mf.

Obecnie obowiązująca norma oba typy austenitu określa jednym mianem austenitu szczątkowego, bez rozróżnienia względem temperatury Mf.

Odkształceniem sprężystym nazywamy takie odkształcenie, które ustępuje po usunięciu siły, która je spowodowała. Odkształcenia sprężyste występują w każdej konstrukcji budowlanej, maszynie, urządzeniu. Najczęściej spotykanymi odkształceniami są: rozciąganie, ściskanie, skręcanie. Reakcją na rozciąganie jest przyciąganie się cząsteczek, zaś na ściskanie odpychanie się. Odkształcenia sprężyste nie występuje w ciałach idealnie plastycznych (ich przybliżeniem jest np. glina).

Srebro (Ag, łac. argentum) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Jest srebrzystobiałym metalem, o największej przewodności elektrycznej i termicznej. W przyrodzie występuje w stanie wolnym, a także w minerałach, takich jak argentyt czy chlorargyryt. Większość wydobywanego srebra występuje jako domieszka rud miedzi, złota, ołowiu i cynku.

Chwilowe zatrzymanie chłodzenia w zakresie temperatur Ms i Mf powoduje zwiększenie ilości austenitu szczątkowego w porównaniu do chłodzenia bez przystanku. Takie izotermiczne wytrzymanie określa się mianem stabilizacji austenitu.

Przebieg

przebieg atermiczny - tworzenie się kryształów martenzytu z austenitu w ciągu 10s bez aktywacji cieplnej

przebieg wybuchowy - tworzenie się kryształów martenzytu z austenitu w kilku nagłych wybuchach zachodzących wyłącznie poniżej 0 °C

przebieg izotermiczny - tworzenie się kryształów martenzytu z austenitu, gdy temperatura Ms jest wysoka, a przemiana jest funkcją czasu i zależy od małej szybkości zarodkowania aktywowanego cieplnie.

Odkształcenie Baina

Schemat przedstawiający ideę odkształcenia Baina:
Atomy w narożach i w środku komórki: __
Luki oktaedryczne przechodzące do komórki elementarnej martenzytu: X

W 1924 roku Edgar Bain (1891–1971) przedstawił model przekształcenia sieci austenitu w martenzyt. Wymaga on minimalnego przesunięcia atomów oraz minimalnego odkształcenia sieci wyjściowej. Odkształcenie związane jest z niewielką zmianą objętości i wymaga 20% ściśnięcia w kierunku, który staje się osią z martenzytu. W płaszczyźnie, w której leżą osie x i y martenzytu, występują 12% jednorodne wydłużenia. Do komórki elementarnej martenzytu przechodzą jedynie luki oktaedryczne, które w austenicie ułożone były w jednym kierunku. Model odkształcenia Baina znajduje potwierdzenie w przypadku przemian w uporządkowanych stopach Fe-Pt i w stopach Fe-Al. Odkształcenie Baina w pełni tłumaczy zależność krystalograficzną pomiędzy austenitem i ferrytem oraz pozwala zrozumieć istotę tetragonalności martenzytu. Owy model jest z kolei nie pozwala na wyjaśnienie wielkości odkształceń głównych, które są niezgodne z obserwacjami reliefu. Obserwacje te wskazywały na inwariantność (wspólność dla dwóch kryształów) płaszczyzny habitus. Usunięto to przez założenie o możliwości niejednorodnego ścinania martenzytu występującego razem z odkształceniem Baina. W takim przypadku martenzyt nie będzie zmieniać sieci, a jedynie kształt kryształów. Pozwala to na utworzenie szczególnej płaszczyzny, która będzie makroskopowo inwariantna. Niejednorodne ścinanie odbywa się w mikroskopowych obszarach. Po rozważeniu wielu odległości międzyatomowych dochodzi do uśrednienia odkształcenia i w rezultacie makroskopowo powierzchnia międzyfazowa nie jest odkształcona. Wewnętrzne odkształcenie martenzytu dla makroskopowo inwariantnej płaszczyzny jest obserwowane za pomocą mikroskopu elektronowego. Obserwacje ujawniają obecność pasm poślizgu lub bliźniaków deformacji w martenzycie. Ich grubość jest znacznie poniżej 1 μm. Szczegółowa analiza wykazała istnienie makroskopowo inwariantnej płaszczyzny pomiędzy austenitem, a martenzytem o wskaźnikach (259). Pokrywa się ona dokładnie z płaszczyzną habitus obserwowaną w martenzycie powstającym poniżej temperatury pokojowej lub w jej pobliżu.

Udarność - odporność materiału na obciążenia dynamiczne. Udarność określa się jako stosunek pracy L potrzebnej na złamanie znormalizowanej próbki z karbem do przekroju pola A poprzecznego tej próbki w miejscu karbu:

Stal – stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,06%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt, występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

Zależność temperatury początku (linia czerwona, Ms) i końca (linia niebieska, Mf) przemiany martenzytycznej od zawartości węgla

Hartowność

Osobny artykuł: Hartowanie.

W stalach strukturę martenzytu uzyskuje się w wyniku hartowania. Hartowanie martenzytyczne polega na nagrzaniu stali do temperatury austenityzowania, wygrzaniu i chłodzeniu z szybkością większą od krytycznej. Przez hartowność rozumieć będziemy zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej. Na hartowność wpływ mają:

Przechłodzenie to ochłodzenie cieczy do temperatury niższej niż temperatura krzepnięcia danej cieczy. Ciecz w takim stanie określa się mianem cieczy przechłodzonej. Taki stan jest termodynamicznie nietrwały.

Dyslokacja krystaliczna - liniowa wada (defekt) budowy sieci krystalicznej polegająca na nierównomiernym rozmieszczeniu węzłów wzdłuż odpowiedniej linii.

skład chemiczny austenitu - wszystkie pierwiastki stopowe oprócz kobaltu oraz krzemu (w stalach o niskiej zawartości innych dodatków stopowych) zwiększają hartowność

wielkość ziarna austenitu - im większe jest ziarno austenitu, tym większa jest hartowność

jednorodność austenitu - im bardziej jednorodny jest austenit, tym większa jest hartowność

obecność nierozpuszczonych cząstek podczas austenityzowania - im więcej jest takich cząstek, tym hartowność jest mniejsza.

Odwracalna przemiana martenzytyczna

W stopach z pamięcią kształtu na bazie żelaza zachodzi odwracalna przemiana martenzytyczna. Jest aktywowana naprężeniem zewnętrznym. Polega na przemianie austenitu w martenzyt ε. Płytki bliźniaków martenzytu wykazują charakterystyczną orientację krystalograficzną względem siebie. Z tego powodu austenit może przemienić się w cztery różne warianty martenzytu ε. Podstawowym stopem ulegającym takiej przemianie jest Fe-Mn. Domieszkuje się go krzemem, chromem, kobaltem, niklem i węglem. Uważa się, że poszczególne płytki martenzytu zarodkują niezależnie i dopiero w procesie wzrostu zderzają się ze sobą tworząc pasmową strukturę.

Miedź (Cu, łac. cuprum) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa miedzi po łacinie (a za nią także w wielu innych językach, w tym angielskim) pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności wydobywano ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim (łac. cyprum aes), a następnie cuprum. Posiada 26 izotopów z przedziału mas 55-80. Trwałe są tylko dwa: 63 i 65.

Tal (Tl, łac. thallium) - pierwiastek chemiczny, metal występujący w bloku p układu okresowego. Nazwa pochodzi od greckiego określenia oznaczającego zieloną gałązkę.

Przemiana martenzytyczna w stopach metali nieżelaznych

Delaey podzielił stopy metali nieżelaznych ulegających przemianie martenzytycznej na trzy podgrupy:

graniczne roztwory stałe (stopy kobaltu, tytanu i cyrkonu)

związki międzymetaliczne (stopy niklu, miedzi, srebra i glinu)

stopy antyferromagnetyczne (stopy manganu i indu).

Mechanizm ścinający przemiany

Podstawowym przykładem takiej przemiany jest przemiana martenzytyczna w kobalcie. Kobalt występuje w dwóch odmianach alotropowych, z których jedna jest stabilna powyżej 450 °C i posiada sieć regularną ściennie centrowaną. Druga jest stabilna w niższych temperaturach i posiada sieć heksagonalną. Z powodu niskiej temperatury przemiany alotropowej realizuje się ona mechanizmem ścinania. Przemiany tego typu będą się cechować:

Magnetostrykcja – zjawisko powstawania odkształceń w ferromagnetykach pod wpływem pola magnetycznego. Zjawiskiem odwrotnym jest efekt Villariego (Emilio Villari, 1836–1904). Zmiana rozmiarów pod wpływem pola magnetycznego może mieć charakter liniowy lub objętościowy.

Złoto (Au, łac. aurum) – pierwiastek chemiczny, metal przejściowy, o liczbie atomowej 79. Złoto występuje w skorupie ziemskiej w ilości 1,1·10-3 ppm. Występuje ono w przyrodzie w stanie rodzimym. Jest symbolem bogactwa.

ścinanie towarzyszące przemianie może być osiągnięte poprzez przejście dyslokacji cząstkowej w każdej drugiej płaszczyźnie (dla Co wektor Burgersa dyslokacji wynosi a/6 <112>, a typ płaszczyzn (111))

ścinanie prowadzi do powstania sieci o odmiennej symetrii (w Co z sieci A1 do A3)

przemianie towarzyszy zmiana kształtu

płaszczyzna inwariantna nie ulega zniekształceniu

sieć krystaliczna osnowy otaczającej płytki martenzytu doznaje odkształceń nie zmieniających sieci

siła pędna przemiany indukowana jest różnicą energii swobodnych pomiędzy fazą wyjściową, a produktem przemiany.

Termosprężysta przemiana martenzytyczna

Osobny artykuł: Efekt pamięci kształtu.

Gdy odkształcenie postaciowe jest akomodowane sprężyście, staje się możliwe odwracalne przemieszczenie granicy rozdziału faz. Podczas chłodzenia rosnąca siła pędna przemiany jest równoważona energią odkształcenia magazynowaną w stopie podczas przemieszczania się granicy rozdziału faz. W wyniku sprężystej akomodacji granica rozdziału zachowuje swą charakterystyczną strukturę i ruchliwość. Olson i Cohen jako warunek konieczny i wystarczający przemiany termosprężystej uznali bardzo niską wartość odkształcenia plastycznego w akomodacji odkształceń towarzyszących przemianie. Czynnikami, które pozytywnie wpływają na to, są:

Magnez (Mg, łac. magnesium) - pierwiastek chemiczny, metal ziem alkalicznych (druga grupa główna układu okresowego). Izotopy stabilne magnezu to 24Mg, 25Mg oraz 26Mg.

Austenit szczątkowy w stopach Fe-C powstaje w trakcie przemiany martenzytycznej. Jest to pozostałość austenitu, która nie uległa przemianie na skutek powstałych w trakcie procesu naprężeń ściskających. Naprężenia te utrudniają tworzenie się martenzytu.

duży opór odkształcenia plastycznego

mała wartość stałych sprężystości

niewielka siła pędna dla zarodkowania

odwracalny mechanizm uwalniania naprężeń.

Nawet idealna odwracalność przemieszczeń granicy rozdziału nie spowoduje rozpoczęcia przemiany, gdyż zarodkowanie wymaga określonego przechłodzenia. W rzeczywistości przemiana termosprężysta wykazuje odchylenie odwracalności wskutek tarcia sieciowego, wywołanego przemieszczającą się granicą rozdziału. Wymagane przechłodzenie jest niewielkie i wynosi najczęściej od 5 do 50 K. Odwracalny ruch granic międzyfazowych w termosprężystej przemianie martenzytycznej jest podstawowym warunkiem wystąpienia efektu pamięci kształtu. Z tego powodu wykorzystywane materiały z pamięcią kształtu charakteryzują się małymi wartościami stałych sprężystości. Są to głównie stopy o strukturze faz β o sieci regularnej przestrzennie centrowanej.

Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Ze względu na skalę zjawiska, rozpatruje się dwa podstawowe rodzaje dyfuzji:

Przemiana bainityczna – przechłodzenie austenitu do temp. odpowiadających środkowemu obszarowi na wykresie CTPi (ok. 550 – 200°C dla stali węglowej), przemiana ta zawiera w sobie elementy PM i PP, różniąc się jednak w swoisty sposób od obu tych przemian.

Porównanie przemian martenzytycznych w stopach metali

Przemiana martenzytyczna w niemetalach

Związki nieorganiczne

Nieorganiczne związki charakteryzują się dużą różnorodnością sieci krystalicznych ze względu skład chemiczny i występowanie poszczególnych typów wiązań atomowych. W porównaniu do metali charakteryzują się niską symetrią w zarówno w fazie austenitu, jak i martenzytu. Wiele przemian pociąga za sobą zmianę struktury elektronowej związku przy stosunkowo nieznacznych zmianach objętości materiału. Najczęściej technologicznie wykorzystywanym związkiem nieorganicznym ulegającym przemianie martenzytycznej jest ceramika cyrkonowa. Tlenek cyrkonu (ZrO2) podczas chłodzenia w temperaturze 2370 °C zmienia układ krystaliczny regularny (charakterystyczny dla cyrkonii) na układ tetragonalny. Dalsze chłodzenie powoduje drugą przemianę (martenzytyczną) przy temperaturze 950 °C na układ jednoskośny i zwiększenie objętości o około 3%. Przemiana martenzytyczna tlenku cyrkonu jest odwracalna, dlatego przy nagrzewaniu materiału do temperatury 1170 °C układ jednoskośny przemienia się w układ tetragonalny. Na obniżenie temperatury Ms największy wpływ mają:

Przemiana fazowa (przejście fazowe) to taka zmiana układu fizycznego lub chemicznego, której towarzyszy skokowa zmiana parametrów układu, np. ciepła właściwego układu lub jego składowych.

Krzywa chłodzenia (krzywa termograficzna) – wykres zależności temperatury chłodzonego materiału (najczęściej metalu) od czasu. Jest to sposób graficznej prezentacji wyników bezpośredniej analizy termicznej stopów metali, prowadzonej w celu sporządzenia wykresów równowag fazowych, umożliwiających planowanie obróbki cieplnej. Jej planowanie polega na określeniu – dla każdego z etapów procesu – odpowiedniej temperatury, właściwej szybkości nagrzewania i chłodzenia oraz czasu wygrzewania lub studzenia. Właściwie przeprowadzona obróbka pozwala uzyskać metale o określonej strukturze i pożądanych właściwościach mechanicznych, np.:

domieszkowanie

zmiana wielkości proszku.

Związki organiczne

Przemiana martenzytyczna w cylindrycznych kryształach białka spełnia życiowe funkcje w prostych układach biologicznych. Kurczenie się pochewki ogonka bakteriofagów T może być opisane jako nieodwracalna przemiana martenzytyczna indukowana odkształceniem. Z kolei u wici przemiana polimorficzna występuje jako odwracalna przemiana martenzytyczna aktywowana naprężeniami (mechanizm podobny do efektu pamięci kształtu).

Cyrkon (Zr, łac. zirconium) - pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od minerału o tej samej nazwie - cyrkonu (ZrSiO4). Innym minerałem tego pierwiastka jest baddeleit (ZrO2).

Metastabilność jest własnością delikatnej równowagi stanów, które są stabilne dla małych odchyleń od położenia równowagi, ale większe wychylenie powoduje zmianę stanu i przejście do równowagi pełnej, lub ew. innego stanu metastabilnego.

Przykłady

W poniżej tabeli zawarte są informacje o przemianach martenzytycznych występujących w kilku niemetalach:

Przemiana indukowana odkształceniem plastycznym

Przemiana indukowana odkształceniem plastycznym zachodzi w materiale, gdy działa na niego naprężenie nawet niższe od granicy plastyczności tego materiału. To zjawisko jest obserwowane dla dla wielu różnych przemian, zarówno dyfuzyjnych, jak i bazujących na mechanizmach ścinania. W przypadku przemian martenzytycznych ze względu na miejsce zarodkowania martenzytu można przemianę podzielić na dwa podstawowe efekty:

Lit (Li, łac. lithium - skała) – pierwiastek chemiczny, metal należący do grupy litowców w układzie okresowym. Jest najlżejszym metalem i ciałem stałym.

Mosiądz – stop miedzi i cynku, zawierający do 40% cynku. Może zawierać dodatki innych metali, takich jak ołów, aluminium, cyna, mangan, żelazo, chrom oraz krzem. Topnieje w temperaturze ok. 1000 °C (zależnie od gatunku).

zorientowanie płytek martenzytu przy udziale naprężeń

zorientowanie płynięcia materiału dookoła przemieniających się cząstek.

Pierwszy efekt objawia się w materiałach wykazujących tzw. efekt pamięci kształtu i pseudosprężystości. Przemiana może być odwracalna.

Osobny artykuł: Pamięć kształtu.

Drugi efekt pojawia się, gdy odkształcenie wywołane przez przemianę jest akomodowane przez odkształcenie plastyczne. W przypadku stali należy wziąć pod uwagę zmianę objętości oraz makroskopowy mechanizm ścinania. Zmiana objętości może być zrównoważona poprzez sprężyste lub plastyczne odkształcenie. Wpływ mechanizmu ścinania jest dużo silniejszy i może być on zakomodowany przez sprężyste odkształcenie w austenicie lub niesprężyste odkształcenie w martenzycie. Powoduje to powstanie samoakomodujących się płytek martenzytu.

Magnetyzacja (namagnesowanie) jest właściwością materiałów (m.in. magnesów), która opisuje pole magnetyczne wytwarzane przez materiał. Przez magnetyzację rozumie się także wielkość fizyczną określającą wytwarzane przez materiał pole magnetyczne, definiuje się ją przez określenie momentów magnetycznych wytworzonych w jednostce objętości. Głównymi składnikami magnetyzacji są orbitalne i spinowe momenty magnetyczne elektronów.

Stop żelaza z węglem – stopy, w których węgiel rozpuszczany jest w żelazie. Węgiel może występować w nich w postaci węgla czystego – grafitu lub węglika żelaza Fe3C zwanego cementytem.

Przemiana martenzytyczna indukowana odkształceniem plastycznym zachodzi w wysoko wytrzymałych, metastabilnych stalach austenitycznych zwanych stalami TRIP (ang.TRansformation-Induced Plasticity). Mogą powstać dwie odmiany martenzytu:

paramagnetyczny martenzyt ε o sieci heksagonalnej zwartej

ferromagnetyczny martenzyt α' o sieci regularnej przestrzennie centrowanej (martenzyt indukowany odkształceniem).

Ilość obu martenzytów zależy od:

składu chemicznego

wielkości naprężeń

temperatury

stopnia odkształcenia.

Najczęściej spotykaną drogą przemiany są zmiany sieci:

Stal szybkotnąca HSS (ang. high speed steel) - stal stopowa narzędziowa używana do wytwarzania narzędzi do obróbki skrawaniem przy dużych prędkościach skrawania. Wymaga się od nich zachowania twardości i kształtu, aż do temperatury +600°C. Cechę tę realizuje się przez zastosowanie dodatków stopowych - węgla 0,75-1,3% chromu 3,5-5,0%, wolframu 6-19%, wanadu 1,0-4,8%, molibdenu 3,0 do 10%, a w niektórych gatunkach także i kobaltu 4,5-10,0%, oraz odpowiednią obróbkę cieplną. W jej czasie dokonuje się wyżarzania, tak by dodatki stopowe utworzyły związki z węglem, tzw. węgliki, które w znacznym stopniu muszą się rozpuścić w ferrycie. Wymaga to bardzo uważnej i długotrwałej obróbki.

Dodatek stopowy - metal lub inna substancja dodana w niewielkich ilościach (zwykle mniejszych niż 2%) do innego metalu lub stopu w celach modyfikacji pewnych jego charakterystyk.

austenit(γ) → martenzyt (ε) → martenzyt indukowany odkształceniem (α')

lub bezpośrednio

austenit(γ) → martenzyt indukowany odkształceniem (α').

Przy narastającym naprężeniu od temperatury Ms, aż do temperatury początku przemiany martenzytycznej przy występujących naprężeniach Ms zwiększa się ilość uprzywilejowanych miejsc zarodkowania martenzytu. Powyżej temperatury Ms, ale poniżej temperatury MD przemianę martenzytyczną może wywołać intensywne odkształcenie plastyczne materiału. W strefie intensywnych lokalnych odkształceń plastycznych zachodzi przemiana martenzytyczna, co zwiększa miejscowo wytrzymałość materiałów oraz podnosi współczynnik umocnienia. W efekcie rośnie odporność na pękanie, udarność lub tłoczność materiału. Temperatura Ms jest granicą, w której przemiana może być aktywowana tylko przez odkształcenie sprężyste. Powyżej tej temperatury przemianie w martenzyt będzie towarzyszyć plastyczne płynięcie materiału. Wtedy zaczynają pojawiać się uprzywilejowane miejsca do zarodkowania martenzytu aktywowanego odkształceniem. Końcową temperaturą w której austenit może ulec przemianie tym mechanizmem jest temperatura MD.

Mangan (Mn, łac. manganium) to pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Ma 15 izotopów z przedziału mas 49-62 i izomery jądrowe 51m, 52m, 54m. Trwały jest tylko izotop 55, który stanowi niemal 100% składu izotopowego manganu występującego w naturze. Posiada 5 różnych stopni utleniania (od I do VII), z czego trwałe są tylko 3 (II, IV, VII).

Stal niestopowa (dawniej: stal węglowa) - obejmuje wszystkie gatunki stali, w których zawartość określonych pierwiastków jest mniejsza od pewnych wartości granicznych. Graniczne stężenia masowe pierwiastków wyrażone są w procentach w procentach i zgodnie z obowiązującą normą PN-EN 10020:2003 są następujące :

Historyczna nazwa zjawiska TRIP nie odzwierciedla rzeczywistej sytuacji fizycznej. Przemiana w rzeczywistości indukowana jest naprężeniem lub temperaturą. Odkształcenie plastyczne umożliwia lub ułatwia zarodkowanie martenzytu. Z tego powodu temperatura Ms oznacza temperaturę powyżej której dla obciążanego mechanicznie materiału następuje najpierw deformacja plastyczna przez poślizg, a następnie odkształcenie niesprężyste. Spowodowane jest to jednoczesnym zaistnieniem odkształcenia niesprężystego i przemiany martenzytycznej. Temperatura MD oznacza temperaturę powyżej, której niemożliwe jest spowodowanie zachodzenia przemiany martenzytycznej poprzez przyłożenie obciążenia mechanicznego.

Tlenek cyrkonu(IV), ZrO2, nieorganiczny związek chemiczny, tlenek cyrkonu na IV stopniu utlenienia. W temperaturze pokojowej jest to białe, krystaliczne ciało stałe, odporne chemicznie i bardzo trudnotopliwe. Krystalizuje w układzie heksagonalnym, regularnym lub tetragonalnym. Regularny tlenek cyrkonu(IV) jest stosowany jako imitacja diamentu - ma podobną twardość, współczynnik załamania światła i inne właściwości.

Język polski (polszczyzna) należy wraz z językiem czeskim, słowackim, pomorskim (kaszubskim), dolnołużyckim, górnołużyckim oraz wymarłym połabskim do grupy języków zachodniosłowiańskich, stanowiących część rodziny języków indoeuropejskich.

Ferromagnetyczny efekt pamięci kształtu

Ferromagnetyczna przemiana martenzytyczna jest to pojawienie się pola magnetycznego w wyniku zaistnienia odkształcenia. Pole to zmienia strukturę bliźniaków zgodnie z kierunkiem łatwego namagnesowania. Makroskopowo objawia się to zmianą kształtu materiału. Ferromagnetyczne stopy z pamięcią kształtu wyróżniają się tym od termosprężystych stopów z pamięcią kształtu tym, że pole magnetyczne indukowane zmianą kształtu następuje w pełni w niskotemperaturowej fazie martenzytu. Granice bliźniacze wędrują między obszarami o różnym namagnesowaniu. Zjawisko jest tym efektywniejsze, im większa jest anizotropia magnetokrystaliczna. Jest to też jeden z aspektów odróżniających przemianę od zjawiska magnetostrykcji. Najlepiej poznanymi materiałami ulegającymi ferromagnetycznej przemianie martenzytycznej są stopy na bazie żelaza (Fe-Ni-Co-Ti, Fe-Pt i Fe-Pd) oraz na bazie niklu (Ni-Mn-Ga).

Zgniotem określa się zmiany, jakie zachodzą w strukturze i właściwościach metali pod wpływem odkształcenia plastycznego na zimno. Zgniot zachodzi poniżej temperatury rekrystalizacji, gdyż szybkość procesów dyfuzyjnych jest mała.

Sieć krystaliczna - sposób wypełnienia atomami przestrzeni tak, że pewna konfiguracja atomów zwana komórką elementarną jest wielokrotnie powtarzana.

Ogólne informacje

W stali martenzytem nazywamy przesycony międzywęzłowy roztwór stały węgla w żelazie α. W zależności od zawartości węgla struktura regularna przestrzennie centrowana ulega zniekształceniu tetragonalnemu i przekształca się w strukturę tetragonalną przestrzennie centrowaną. Objętość właściwa martenzytu jest o ok. 3% większa od objętości właściwej austenitu, w wyniku czego w nieprzemienionym austenicie powstają silne naprężenia ściskające, hamujące lub całkowicie zatrzymujące dalszą przemianę. W stalach może występować martenzyt o trzech różnych sieciach krystalicznych:

Analiza termiczna, analiza cieplna – analiza polegająca na określaniu zakresu temperatur, w których w ogrzewanych lub ochładzanych materiałach zachodzą przemiany chemiczne lub fizyczne, np. przemiany fazowe w stopach lub zmiany usieciowania polimerów. Obserwowane lub rejestrowane są zmiany właściwości materiału, ogrzewanego lub studzonego w kontrolowanym tempie. W przypadku stosowania rejestracji wyników pomiarów analizę termiczną nazywa się „analizą termograficzną” lub „termografią”

Domieszkowanie – wprowadzanie obcych jonów/atomów do sieci krystalicznej metalu, półprzewodnika lub materiału ceramicznego tworzących roztwory stałe. Domieszkowanie stosowane jest w celu modyfikacji wybranych właściwości materiału np.: optyczne, elektryczne, magnetyczne czy mechaniczne. Ilość wprowadzanej domieszki nie przekracza zazwyczaj kilku procent atomowych (kilka atomów domieszki na 100 atomów sieci macierzystej).

α' - sieć regularna przestrzennie centrowana lub tetragonalna przestrzennie centrowana

ε - sieć heksagonalna zwarta

dalece uporządkowany - sieć tetragonalna ściennie centrowana.

Morfologia

Ze względu na cechy morfologiczne w stali rozróżnia się dwa rodzaje martenzytu:

listwowy (dyslokacyjny lub dyslokacyjny częściowo zbliźniaczony)

płytkowy (całkowicie zbliźniaczony lub dyslokacyjny częściowo zbliźniaczony).

Martenzyt listwowy powstaje we wszystkich niemal stopach żelaza z pierwiastkami stopowymi. Cechuje się dużą gęstością dyslokacji wewnątrz kryształów. Listwy tworzące się w kierunku <111>α martenzytu układają się równolegle względem siebie tworząc tzw. pakiety. Sąsiednie listwy wykazują granice niskokątowe lub bliźniacze, natomiast pakiety między sobą tworzą granice szerokokątowe.

Nitinol - rodzaj stopu z pamięcią kształtu (49% niklu i 51% tytanu), który po odkształceniu powraca do pierwotnego kształtu, jeśli dostarczy się mu energii cieplnej lub elektrycznej.

Cyrkonia (synonim: djewalit, fianit) – bezbarwny syntetyczny kamień ozdobny nie posiadający swojego wzorca w przyrodzie. Jest to stabilizowana, regularna modyfikacja ZrO2.

Martenzyt płytkowy powstaje w nielicznych stopach żelaza w ściśle określonych zakresach stężenia pierwiastków stopowych. Kryształy martenzytu mają kształt płytek zbliżonych do soczewek. Powstają niezależnie dlatego ich wielkość jest zróżnicowana. Wzrost płytki kończy się w momencie napotkania przeszkody.

Żelazonikiel – skrót używany w chemii FeNi. Jest to stop złożony z żelaza i niklu. Jest stopem ferromagnetycznym (reaguje na magnes) tak jak obydwa jego składniki. Jest często stosowany do bicia monet. Przykładem jest moneta o nominale 10 000 złotych "200. rocznica Konstytucji 3 Maja" z 1991 roku. Wytwarza się z niego również rdzenie małych przekaźników, które są stosowane w układach elektronicznych.

Krzem (Si, łac. silicium) – pierwiastek chemiczny, z grupy półmetali w układzie okresowym. Izotopy stabilne krzemu to 28Si, 29Si i 30Si. Wartościowość: 4 (w większości związków), 5 i 6. Krzem (monokryształy krzemu) jest wykorzystywany powszechnie w przemyśle elektronicznym.

Ze względu na zastosowaną obróbkę cieplną zwaną odpuszczaniem wyróżnić można trzy typy martenzytu:

niskoodpuszczony

średnioodpuszczony

wysokoodpuszczony (historycznie nazywany sorbitem).

Tetragonalność

W zależności od zawartości węgla w martenzycie struktura regularna przestrzennie centrowana ulega zniekształceniu tetragonalnemu i przekształca się sięw strukturę tetragonalną przestrzennie centrowaną. Znaczne odkształcenie luk oktaedrycznych, w których umiejscowione są atomy węgla prowadzi do tetragonalności sieci martenzytu. W świeżo powstałym martenzycie wszystkie atomy węgla zajmują określone pozycje. Zgodne z modelem odkształcenia Baina wszystkie atomy węgla zajmujące luki oktaedryczne w austenicie w trakcie przemiany przejdą do luk oktaedrycznych leżących na jednym z trzech kierunków <001>. Taki martenzyt jest uporządkowanym przesyconym roztworem węgla w żelazie α i odpowiada stanowi z maksymalnym dla danej zawartości węgla ilorazem c/a. Odchylenie od tetragonalności martenzytu proporcjonalne jest do parametru uporządkowania dalekiego zasięgu θ. Dla martenzytu w stalach niestopowych zależność przybiera postać:

${c\over{a}} = 1 + 0,97c_{a} \theta$

lub

${c\over{a}} = 1 + 0,045c_{w} \theta$

gdzie:

Mikroskop elektronowy — mikroskop wykorzystujący do obrazowania wiązkę elektronów. Mikroskop elektronowy pozwala badać strukturę materii na poziomie atomowym. Im większa energia elektronów tym krótsza ich fala i większa rozdzielczość mikroskopu.

Elektronowy mikroskop transmisyjny (ang:Transmission Electron Microscope) - rejestrowane są elektrony przechodzące przez próbkę. Próbka w takim mikroskopie musi być cienką płytką o grubości mniejszej od 0,1 mikrometra. Przygotowanie takiej próbki jest trudne i znacznie ogranicza zastosowania mikroskopu.

ca - stosunek liczby atomów węgla do liczby atomów żelaza cw - koncentracja węgla [% wag.].

Eksperymenty wykazują, że mierzalna tetragonalność martenzytu pojawia się przy zawartościach węgla większych od 0,2%. Jest to spowodowane segregacją węgla do dyslokacji.

Mechanizm powstawania martenzytu w stali niestopowej

Martenzytyczna przemiana stali niestopowej zachodzi w czasie hartowania. Fazą ulegającą przechłodzeniu jest roztwór stały węgla w sieci krystalicznej żelaza γ–Fe (przesycony austenit, sieć regularna ściennie centrowana). Zgodnie z wykresem równowagi faz w układzie żelazo-cementyt w temperaturze niższej od 727 °C ziarna tej fazy powinny rozpaść się na mieszaninę kryształów żelaza α–Fe (ferryt, sieć regularna przestrzennie centrowana) i węglik żelaza Fe3C. Bezdyfuzyjna przemiana niestabilnego γ–Fe w fazę bardziej stabilną polega na takim przemieszczeniu się fragmentów ziarna, że lokalnie powstaje sieć tetragonalna nowej fazy – martenzytu, traktowanego jako przesycony roztwór węgla w sieci żelaza α–Fe.

Białka – wielkocząsteczkowe (masa cząsteczkowa od ok. 10 000 do kilku mln) biopolimery, a właściwie biologiczne polikondensaty, zbudowane z reszt aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi -CONH-. Występują we wszystkich żywych organizmach oraz wirusach. Synteza białek odbywa się w specjalnych organellach komórkowych zwanych rybosomami.

Przemiana polimorficzna to zmiana struktury krystalograficznej związku chemicznego. Taka przemiana może być samorzutna lub wymuszona przez np. bardzo wysokie ciśnienie. Warunkiem pojawienia się przemiany polimorficznej jest istnienie odmian polimorficznych.

Rolę zarodków martenzytu odgrywają defekty sieci krystalicznej austenitu. Wzrost następuje bardzo szybko, w kierunkach zależnych od orientacji kryształów osnowy. Szybkość rozrostu nie zależy od temperatury (wynosi ok. 1/3 szybkości dźwięku w krysztale). Przemiana jest zatrzymywana przez naprężenia skumulowane w otoczeniu rosnących płytek. Pozostaje nieprzemieniony austenit szczątkowy o mniejszej skłonności do przemiany (tzw. zjawisko relaksacji naprężeń).

Tytan (Ti, . Został odkryty w Wielkiej Brytanii przez Williama Gregora w 1791. Nazwę pochodzącą od boga z mitologii greckiej zawdzięcza Martinowi Heinrichowi Klaprothowi.

Rtęć (Hg, łac. hydrargyrum, z gr. ὑδράργυρος hydrargyros - płynne srebro) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym (uznana za pierwiastek przez Lavoisiera). Rtęć jest jedynym metalem występującym w warunkach normalnych w stanie ciekłym.

Na zgładach obserwowanych pod mikroskopem ziarna mają kształt igieł, przecinających się pod kątem 60° i 120°. W rzeczywistości martenzyt ma strukturę listwową. Listwy występują najczęściej w postaci pakietów składających się z wielu listew. Martenzyt płytkowy, występuje tylko w niektórych stopach żelaza. Płytki mają kształt soczewek oddzielonych austenitem szczątkowym

Adolf Martens właściwie Adolf Karl Gottfried Martens (ur. 6 marca 1850 w Bakendorf niedaleko Hagenow, zm. 24 lipca 1914 w Berlinie (Groß-Lichterfelde)) – niemiecki metalograf; pionier w badaniach metalograficznych stali i procedur badawczych. Na jego cześć nazwano martenzytem jedną ze struktur występujących w stali.

Pole magnetyczne — stan przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu. Pole magnetyczne, obok pola elektrycznego, jest przejawem pola elektromagnetycznego. W zależności od układu odniesienia w jakim znajduje się obserwator, to samo zjawisko może być opisywane jako objaw pola elektrycznego, magnetycznego lub obu.

Wykresy CTP stali niestopowej i stali stopowych

Wykres temperatura-czas-przemiana dla stali niestopowej 0,4%C (przykład)

Aby z austenitu otrzymać martenzyt należy roztwór stały, nasycony węglem w wysokich temperaturach, chłodzić z szybkością większą od szybkości krytycznej. Wartość krytyczną wyznacza styczna do wykresu CTP, biegnąca w dół od temperatury wygrzewania, poprzedzającego hartowanie.

Chrom (Cr, łac. chromium) - pierwiastek chemiczny, metal przejściowy z bloku d układu okresowego. Posiada 13 izotopów, od 45Cr do 57Cr, z czego trwałe są izotopy 50, 52, 53 i 54. Został odkryty w roku 1797 przez Louisa Nicolasa Vauqellina.

Antyferromagnetyzm - magnetyczna struktura materiału polegająca na antyrównoległym uporządkowaniu elementarnych momentów magnetycznych w podsieciach sieci krystalicznej. Typowym przykładem antyferromagnetyzmu jest mangan. Antyferromagnetyzm występuje również w płaszczyznach CuO znajdujących się w większości badanych nadprzewodników wysokotemperaturowych.

Wykresy CTP są opracowywane – odrębnie dla każdego rodzaju stopu – na podstawie kształtu krzywych chłodzenia (analiza termiczna stopów) oraz zależności stopnia przemiany od czasu. Badania są prowadzone w warunkach izotermicznych lub w warunkach chłodzenia próbki ze stałą szybkością. Otrzymuje się wykresy oznaczane symbolami, odpowiednio CTPi i CTPc (przemiana izotermiczna i ciągła). Zawierają informacje o temperaturach rozpoczęcia i zakończenia każdej z przemian fazowych, które zachodzą lub mogą zajść np. w czasie chłodzenia danego materiału.

Odpuszczanie – jest operacją cieplną, któremu poddawana jest stal wcześniej zahartowana. Celem odpuszczania jest usunięcie naprężeń hartowniczych oraz zmiana własności fizycznych zahartowanej stali, a przede wszystkim zmniejszenie twardości, a podniesienie udarności zahartowanej stali.

Bakteriofag, fag - wirus atakujący bakterie. Przeważnie dany bakteriofag zdolny jest do infekcji tylko jednego gatunku (a czasem tylko szczepu) bakterii. Mogą przybierać kształty złożone (buławkowate), pałeczkowate lub wielościenne.

Na wykresach są umieszczane dwie poziome linie, określające początek (start, Ms) i zakończenie (finish, Mf) przemiany martenzytycznej. Szybkość zmian temperatury austenitu (A), ogrzanego powyżej linii A3 lub Acm (nasycenie ferrytem lub cementytem) w czasie, ilustrują linie, które mogą osiągać pole przemiany martenzytycznej nie przecinając wcześniej obszaru przemiany perlitycznej i bainitycznej. Istnieje możliwość takiego zaplanowania cieplnej obróbki stopu, aby przed przemianą martenzytyczną austenit przekształcił się w mieszaninę eutektoidalną tylko częściowo.

Metale ziem rzadkich (pierwiastki ziem rzadkich) – nazwa zwyczajowa rodziny pierwiastków chemicznych, w skład której wchodzi 15 lantanowców oraz skand i itr. Stanowią siódmą część wszystkich pierwiastków występujących w naturze. Spotykane są zazwyczaj w formie węglanów, tlenków, fosforanów i krzemianów.

Cementyt (węglik żelaza, Fe3C) – jedna z podstawowych faz międzymetalicznych z grupy węglików, występującą w stopach żelaza z węglem i innymi pierwiastkami. Cementyt jest jednym ze składników stali; jest materiałem twardym i kruchym, posiada strukturę krystaliczną rombową, jego twardość to około 65 HRC (800 HB), jest fazą metastabilną o zawartości węgla do 6,67%. Posiada liczne wiązania metaliczne, co sprawia, że posiada własności metaliczne.

Temperatura rozpoczęcia i zakończenia przemiany martenzytycznej zależy od zawartości węgla. Powyżej 0,5%C wagowych Mf osiąga wartości ujemne. Zwiększenie zawartości węgla i dodatków stopowych powoduje też wzrost ilości austenitu szczątkowego. Od tego parametru zależy również kształt i położenie „krzywych C”, co decyduje o tzw. hartowności stali (wartości krytycznej szybkości chłodzenia).

International Standard Serial Number, ISSN czyli Międzynarodowy Znormalizowany Numer Wydawnictwa Ciągłego – ośmiocyfrowy niepowtarzalny identyfikator wydawnictw ciągłych tradycyjnych oraz elektronicznych. Jest on oparty na podobnej koncepcji jak identyfikator ISBN dla książek, ISAN dla materiałów audio-wideo. Niektóre publikacje wydawane w seriach mają przyporządkowany zarówno numer ISSN, jak i ISBN.

Granica plastyczności to wartość naprężenia przy której zaczynają powstawać nieodwracalne odkształcenia plastyczne. Za umowne kryterium do określenia tej granicy przyjmuje się trwałe odkształcenie względne równe 0,002. Pomiędzy granicą sprężystości a granicą plastyczności rozciąga się obszar częściowej sprężystości (lub częściowej plastyczności).

Wzrost zawartości takich dodatków stopowych, jak Mn, Cr, Ni, Mo, V i Cu, powoduje obniżenie temperatury rozpoczęcia martenzytycznej przemiany w stali. Temperaturę tę podwyższają dodatki Al i Co. Różne rodzaje dodatków stopowych zmieniają również położenie i kształt linii wskazujących rozpoczęcie i zakończenie przemiany perlitycznej i bainitycznej, co wiąże się ze zmianami hartowności.

Austenit – międzywęzłowy roztwór stały węgla oraz innych dodatków stopowych w żelazie γ (gamma; odmianie alotropowej żelaza). Rozpuszczalność węgla w austenicie bez dodatków stopowych nie przekracza 2,11% (w temperaturze 1148 °C - punkt E na wykresie równowagi Fe-Fe3C). Austenit nie zawierający poza węglem innych dodatków stopowych jest stabilny tylko w temperaturach powyżej 727°C (tzw. punkt eutektoidalny - punkt P na wykresiesie równowagi Fe-Fe3C)). Austenit schłodzony poniżej tej temperatury rozpada się na mieszaninę ferrytu i perlitu, jeśli zawiera do 0,77% węgla, lub perlitu i cementytu, jeśli zawiera więcej niż 0,77% węgla. W przypadku zawartości 0,77% węgla przemienia się w perlit. Bardzo szybko schładzany austenit, przy zachowaniu pewnych warunków, może nie ulec rozpadowi na opisane wyżej mieszaniny, tylko przemienić się w martenzyt. Duże ilości dodatków stopowych, takich jak nikiel, obniżają temperaturę przemiany austenitycznej tak, że austenit pozostaje stabilny w normalnych temperaturach.

Tłoczenie obejmuje szereg różnorodnych procesów obróbki plastycznej realizowanych głównie na zimno i stosowanych do rozdzielania, kształtowania i łączenia materiałów w postaci blach, folii i płyt (metalowych lub niemetalowych). Tłoczenie przeprowadza się za pomocą przyrządów zwanych tłocznikami, przeważnie na prasach mechanicznych lub hydraulicznych. Ponieważ jeden z wymiarów (grubość) półwyrobu jest istotnie mniejszy od dwóch pozostałych - stan naprężenia (poza pewnymi wyjątkami) można uważać za płaski. Procesy tłoczenia, podczas których nie dochodzi do rozdzielania materiału stanowią oddzielną grupę (tzw. tłoczenie - kształtowanie). Szczegółową klasyfikację i nazwy poszczególnych procesów tłoczenia rozróżnia przede wszystkim występujący stan naprężenia.

Właściwości i zastosowania stali martenzytycznej

Stal po skończonej przemianie martenzytycznej jest twarda i zbyt krucha aby ją wykorzystać na główne elementy konstrukcyjne, dlatego poddaje się ją procesowi odpuszczania.

Austenit szczątkowy znacząco obniża właściwości wytrzymałościowe, ale jest niekiedy zjawiskiem pożądanym (np. stale szybkotnące wymagają około 20% austenitu szczątkowego).

Austenit nieprzemieniony może ulec przemianie w wyniku dostarczenia energii np. przez zgniot. Stale takie (TRIP) są stosowane na karoserie samochodowe. Po zderzeniu przemiana dochodzi do końca i w wyniku zgniatania stal sama umacnia się pochłaniając znaczną część energii.

Konfiguracja elektronowa (struktura elektronowa) pierwiastka – uproszczony opis atomu polegający na rozmieszczeniu elektronów należących do atomów danego pierwiastka na poszczególnych powłokach, podpowłokach i orbitalach. Każdy elektron znajdujący się w atomie opisywany jest przy pomocy zbioru liczb kwantowych.

Wytrzymałość materiałów – dziedzina wiedzy inżynierskiej, część inżynierii mechanicznej zajmująca się opisem zjawisk zachodzących w materiałach konstrukcyjnych i konstrukcjach poddanych zewnętrznym obciążeniom.

Martenzyt termosprężysty

Martenzyt termosprężysty charakteryzuje się brakiem makroskopowego odkształcenia, co jest wynikiem określonej konfiguracji jego płytek. Jego charakterystycznymi cechami są występowanie bliźniaków w pojedynczych płytkach (głównie w stopach Ni-Ti) lub liczne błędy ułożenia w płaszczyźnie {001} (głównie w stopach na bazie miedzi). Martenzyt termosprężysty zachowuje cechy struktury fazy austenitu. U większości martenzytów termosprężystych wraz ze wzrostem stężenia dodatków stopowych obniżają się temperatury Ms i Mf.

Mikroskop optyczny to urządzenie do silnego powiększania obrazu, wykorzystujące do generowania tego obrazu światło przechodzące przez specjalny układ optyczny składający się zazwyczaj z zestawu od kilku do kilkunastu soczewek optycznych.

Naprężenie to miara gęstości powierzchniowej sił wewnętrznych występujących w ośrodku ciągłym. Jest podstawową wielkością mechaniki ośrodków ciągłych. Jednostką naprężenia jest paskal.

Martenzyt ε

W niektórych stopach na bazie żelaza możliwe jest uzyskanie w pełni koherentnej struktury tzw. martenzytu ε o układzie heksagonalnym. Nie jest to struktura występująca przy ciśnieniu atmosferycznym, ale mimo to znalazła zastosowanie w technice. Ma znaczenie w przypadku stali TRIP, wysokomanganowych stali i stopów z pamięcią kształtu na bazie żelaza. Stopy żelaza zawierające martenzyt ε charakteryzują się niską gęstością i dużą rozpuszczalnością dodatków stopowych.

Węgiel (łac. carboneum) – pierwiastek chemiczny o symbolu C o liczbie atomowej 6. Należy do grupy 14 układu okresowego, jest niemetalem. Posiada cztery elektrony walencyjne. Istnieją trzy naturalnie występujące izotopy węgla, 12C oraz 13C są stabilne, natomiast izotop 14C jest promieniotwórczy o czasie połowicznego rozpadu równym około 5700 lat. Węgiel jest jednym z niewielu pierwiastków znanych w starożytności. Jako pierwszy polską nazwę – węgiel – zaproponował Filip Walter.

Przypisy

Portella P.D.: Adolf Martens and his contributions of materials engineering (ang.). 2006. [dostęp 2012-03-26].
↑ Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Kraków: UWND AGH, 2003, s. 252. ISBN 83-88408-75-5.
↑ Bojarski Z., Morawiec H.: Metale z pamięcią kształtu. Warszawa: PWN, 1989, s. 1-2. ISBN 83-01-09346-3.
↑ Encyklopedia techniki – Metalurgia. Katowice: Wydawnictwo "Śląsk", 1978, s. 387–388, 584–586. (pol.)
↑ Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Kraków: UWND AGH, 2003, s. 253-255. ISBN 83-88408-75-5.
Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Kraków: UWND AGH, 2003, s. 256-257. ISBN 83-88408-75-5.
↑ Bojarski Z., Morawiec H.: Metale z pamięcią kształtu. Warszawa: PWN, 1989, s. 2-5. ISBN 83-01-09346-3.
Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Kraków: UWND AGH, 2003, s. 261. ISBN 83-88408-75-5.
Bojarski Z., Morawiec H.: Metale z pamięcią kształtu. Warszawa: PWN, 1989, s. 5-14. ISBN 83-01-09346-3.
↑ Kostorz G.: Phase Transformations in Materials. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH, 2001, s. 634-635. ISBN 3-527-30256-5.
↑ Pacyna J.: Metaloznawstwo. Wybrane zagadnienia. Kraków: UWND AGH, 2005, s. 180-181. ISBN 83-89399-93-6.
↑ Dobrzański L.A: Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. Warszawa: WNT, 2003, s. 266. ISBN 83-204-2793-2.
Norma PN-EN 10052:1999. Słownik terminów obróbki cieplnej stopów żelaza. 1999-09-24.
Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Kraków: UWND AGH, 2003, s. 274. ISBN 83-88408-75-5.
Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Kraków: UWND AGH, 2003, s. 264-269. ISBN 83-88408-75-5.
Pacyna J.: Metaloznawstwo. Wybrane zagadnienia. Kraków: UWND AGH, 2005, s. 190. ISBN 83-89399-93-6.
Verbeken K., van Caenegem N., Raabe D.. Identification of ε martensite in a Fe-based shape memory alloy by means of EBSD. „Micron”. 40, s. 151–156, 2009.
Kostorz G.: Phase Transformations in Materials. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH, 2001, s. 638. ISBN 3-527-30256-5.
Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Kraków: UWND AGH, 2003, s. 261-263. ISBN 83-88408-75-5.
Bojarski Z., Morawiec H.: Metale z pamięcią kształtu. Warszawa: PWN, 1989, s. 15-21. ISBN 83-01-09346-3.
↑ Kostorz G.: Phase Transformations in Materials. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH, 2001, s. 636. ISBN 3-527-30256-5.
↑ Kostorz G.: Phase Transformations in Materials. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH, 2001, s. 639-641. ISBN 3-527-30256-5.
Olson G. B., Hartman H.. Martensite and life. „Journal of Physique”. 43 (C4), s. 855-865, 1982-12. doi:10.1051/jphyscol:19824140.
↑ Gautier E., Zhang J.S., Zhang X.M. Martensitic Transformation under Stress in Ferrous Alloys. Mechanical Behaviour and Resulting Morphologies. „Journal of Physique”. 5 (C8), s. 41-50, 1995. doi:10.1051/jp4:1995805.
Guimarães J. R. C., Bihari L. M., Saavedra A.. Temperature, stress, strain and the deformation induced martensite kinetics. „Journal of Materials Science”. 9 (1), s. 168, 1974. doi:10.1007/BF00554773.
↑ Kostorz G.: Phase Transformations in Materials. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH, 2001, s. 647-649. ISBN 3-527-30256-5.
Gomes de Abreu H. F. i inni. Deformation Induced Martensite in AISI 301LN Stainless Steel. „Material Research”. 10 (4), s. 359-366, 2007-12-21.
Ozgowicz W., Kurc A., Kciuk M.. Effect of deformation-induced martensite on the microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of X5CrNi18-8 stainless steel. „Archives of Materials Science and Engineering”. 43 (1), s. 42-53, 2010-05.
Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Kraków: UWND AGH, 2003, s. 284-285. ISBN 83-88408-75-5.
Ziółkowski Andrzej: Pseudosprężystość stopów z pamięcią kształtu. Badania doświadczalne i opis teoretyczny.. Warszawa: Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, 2006, s. 33. ISSN 0208-5658.
Zhao P.. Magnetoelastic coupling in NiMnGa ferromagnetic shape memory alloy. .
↑ Dobrzański L.A: Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. Warszawa: WNT, 2003, s. 267-268. ISBN 83-204-2793-2.
Pacyna J.: Metaloznawstwo. Wybrane zagadnienia. Kraków: UWND AGH, 2005, s. 198. ISBN 83-89399-93-6.
Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Kraków: UWND AGH, 2003, s. 271-273. ISBN 83-88408-75-5.
↑ Praca zbiorowa, red. Hucińska J.: Metaloznawstwo. Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych. Gdańsk: Wyd. Politechniki Gdańskiej, 1995.
Bojarski Z., Morawiec H.: Metale z pamięcią kształtu. Warszawa: PWN, 1989, s. 22-27. ISBN 83-01-09346-3.
Yang H. S., Jang J. H., Bhadeshia H. K. D. H., Suh D. W.. Critical Assessment: Martensite–Start Temperature for the γ → ε Transformation. „CALPHAD”. 36, s. 16-22, 2012.