Мартенситті айналулар

Кейбір металдар мен құймаларда көлемдік айналулардың өздеріне тән ерекшеліктері бар. Ең бастысы – олар берілген температурада аяқталмайды және термодинамикалық тұрғыдан – қайтымсыз, бірақ құрылымдық тұрғыдан – қайтымды. Егер жоғары температуралық аллотропты екі форманың да еркін энергиясы бірдей T' температураға дейін салқындатса, онда төмен температуралық аллотропқа айналу жүзеге аспайды. Қатты денені төменірек температураға – мартенситті айналудың басталу температурасына Т дейін салқындату керек. Т жеткенде салқындатуды тоқтатса, онда ары қарай айналу жүрмейді. Т кейін денені салқындатуды жалғастырса, онда төментемпературалық фаза көбірек түзіле бастайды. Ақыры T' және Т төмен T" температурада айналу толық аяқталады. Жоғарытемпературалық фазаға керіауысу жүзеге асуы мүмкін, бірақ температуралық аралықтар тура сондай болмайды, демек, (заттың айналу үлесі – Т) қисығында гистерезис пайда болады. Бұл мартенситті айналудың 2 ерекшелігі.

Мартенситті айналуларды диффузиясыз деп те атайды, себебі мұндай айналуларда бір немесе бірнеше атомдық жазықтықтар өте қысқа қашықтарға ғана бір мезетте ығысады. Ығысу кезінде жазықтықтар арасындағы байланыс бұзылмайды. Осылайша ығысу – кооперативті құбылыс, бұл 3 ерекшелік. Атомдық жазықтықтардың кооперативті орын ауыстыруы қатты дененің кристалдық құрылымында пластинкалы бұзылулардың түзілуіне алып келеді. Үлгі бетіндегі пластинкалық түзілімдер микроскоппен жақсы көрінеді.

Мартенсит құрылымдары металдар мен құймалар технологиясында айтарлықтай роль атқарады. Мысалы, болаттарды құрыштауда, яғни жоғары температуралардан өте тез салқындатқанда, Fe темірдегі (ж.о.к. тор) көміртектің қатты ерітіндісі тетрагональды торлы мартенситке айналады. Тетрагональдық шамасы – элементарлы ұяшық осьтерінің қатынастары – мартенситтегі көміртек мөлшері өскен сайын өседі. Бір уақытта мартенсит беріктігі де жоғарылайды. Мартенситті айналулар таза металдар: Fe, Co, Ti, Li, Na, Zr және көптеген құймалар: Fe-Ni, Fe-Mn, Ti-Zr, Ti-Cr, Ti-Mn, Au-Cd, Mn-Cu үшін белгілі.