Martensit bezeichnet eine sehr harte Mikrostruktur von Kohlenstoffstahl, die durch schnelles Abkühlen von Austenit entsteht. Diese Umwandlung ist ein kritischer Aspekt auf dem Gebiet der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, insbesondere in der Stahlmetallurgie.

Wenn austenitischer Stahl schnell abgeschreckt wird, meist durch Eintauchen in Wasser oder Öl, wandelt sich die flächenzentrierte kubische (FCC) Struktur des Austenits in eine raumzentrierte tetragonale (BCT) Struktur um, die als Martensit bekannt ist. Dieser Prozess erfolgt ohne Diffusion, was bedeutet, dass sich die Atome kooperativ bewegen und ihre relative Position beibehalten. Das Ergebnis ist ein stark verzerrtes Gitter, das außerordentlich hart und stark, aber auch spröde ist.

Martensit ist vor allem durch sein nadel- oder plattenähnliches Erscheinungsbild unter dem Mikroskop gekennzeichnet. Die Bildung von Martensit ist auch mit einer Erhöhung der Härte und Zugfestigkeit verbunden, was es für Anwendungen, die eine hohe Verschleißfestigkeit und Festigkeit erfordern, wie Schneidwerkzeuge und Panzerungen, wertvoll macht. Die Sprödigkeit von Martensit kann jedoch nachteilig sein, weshalb es oft angelassen wird, ein Wärmebehandlungsverfahren, das die Sprödigkeit reduziert und gleichzeitig ein akzeptables Niveau an Härte und Festigkeit beibehält. Dieser angelassene Martensit wird als "angelassener Martensit" bezeichnet.

Verwandte Formen des Martensits umfassen α'-Martensit, der häufig in rostfreien Stählen vorkommt, und ε-Martensit, der in einigen hochnickelhaltigen Legierungen entstehen kann. Spezialisierte martensitische Strukturen wie ferrimagnetischer Ni31Mn25Sn8 Martensit und Nano-großes α''iso Martensit bieten einzigartige Eigenschaften für fortschrittliche technologische Anwendungen.

Das Verständnis der Bildung, Eigenschaften und Wärmebehandlung von Martensit ist für die Entwicklung und Optimierung von Hochleistungsstählen und anderen Legierungen unerlässlich und macht es zu einem wichtigen Thema in der Materialwissenschaft.