마르텐사이트

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마르텐사이트(Martensite)는 탄소 합금에서 담금질을 할때 생기는 준안정한 상태이다. 강도가 매우 높다.

강철을 담금질하면 고온에서 안정된 오스테나이트로부터 실온에서 안정한 α철과 시멘타이트로 구성되는 조직으로 변화하는 변태가 일부 저지되어 단단한 조직으로 되는데, 이것이 마텐자이트이다. 독일 철강학자 A.마르텐스의 이름을 따서 명명되었다. 결정학적으로 γ철과 α철의 중간이며 체심입방격자(體心立方格子)인데, 그 장축(長軸)과 밑면의 정사각형 변과 비율인 축비(軸比)는 조건에 따라 변한다. 강철의 조직 중에서 가장 단단한 조직이다. 강철을 담금질하면 고온에서 안정된 오스테나이트로부터 실온에서 안정한 α철과 시멘타이트로 구성되는 조직으로 변화하는 변태가 일부 저지되어 단단한 조직으로 되는데, 이것이 마텐자이트이다. 독일 철강학자 A.마르텐스의 이름을 따서 명명되었다. 결정학적으로는 γ철과 α철의 중간이며 체심입방격자(體心立方格子)인데, 그 장축(長軸)과 밑면의 정사각형 변과 비율인 축비(軸比)는 조건에 따라 변한다. 마텐자이트는 현미경으로 보면 가는 침상조직(針狀組織)으로 되어 있다. α와 β의 두 가지가 있는데, 담금질한 강철에 나타나는 α마텐자이트는 저온에서 뜨임처리하면 β로 변한다. α는 축비가 1.03~1.07인 입방결정이며, β는 이것에서 시멘타이트로서 과잉의 탄소를 석출하는 과정에서 생긴 것이다. 마텐자이트 변태가 시작되는 온도는 탄소량에 의해 결정되므로 마텐자이트 온도(Ms점)라 하는데, 마텐자이트 변태는 이 온도 이하로 떨어질수록 진척되며, 다시 가열해도 원상태로 돌아오지 않는다. 그러나 일정 온도 이하가 되면 오스테나이트에서 마텐자이트로의 변화가 일어나지 않게 된다. 이 온도를 Mf점이라고 한다. 탄소량 0.3%인 강에서는 Ms점이 약 350℃이고, 탄소량이 많아지고 합금원소가 가해지면 Ms점은 낮아진다. 마텐자이트 변태의 메커니즘에 관해서는 많은 연구가 있으나, 침상 조직의 성장이 천만분의 1초대에서 일어난다는 점에서 확산을 수반하지 않는 변태에 의하는 것으로 생각되며, 가는 침상 결정 속의 전위밀도(轉位密度)가 극히 높은 것이 그 경도(硬度)의 원인이라고 생각된다. 바이트 ·드릴 ·끌 ·다이스 등 다른 금속재료를 자르거나 깎는 공구의 재료로 쓰이는 강철은 대부분 이 조직이 되도록 열처리된다.