مارتنزیت (به آلمانی: Martensite) بطور کلی به ساختارهای بلورینی گفته می‌شود که توسط استحاله مارتنزیتی به وجود بیایند. اما این اصطلاح بیشتر به فاز مارتنزیت در فولادهای سخت‌شده اطلاق می‌شود.
تصویر میکروسکوپ نوری بازتابی از مارتنزیت سوزنی در فولاد AISI 4140 آستنیته شده در ۸۵۰ درجه سانتیگراد و کوئنچ شده در روغن
اگر
اوستنیت به قدری سریع سرد شود که هیچ یک از استحاله‌های بر پایهٔ نفوذ در
آن اتفاق نیفتدو فوق سرمایش تا حدی ادامه یابد که ساختار fcc پایدار نباشد،
این ساختار بصورت برشی به bcc تبدیل می‌شود که از کربن فوق اشباع شده است.
فاز حاصل را مارتنزیت می‌نامند.
ریشه لغوی
مارتنزیت از نام متالورژیست آلمانی آدولف مارتنز گرفته شده است.
استحاله
مارتنزیتی (به انگلیسی: Martensitic transformation) یا استحاله بدون نفوذ
یا استحاله جابجاساز به دسته‌ای از استحاله‌های فازی برشی گفته می‌شود که
بدون نفوذ اتمی انجام می‌شوند. در فولادها کرنش برشی لازم برای تبدیل فاز
مادر به فاز مارتنزیت حدود ۰٫۲ است.
مکانیزم
استحاله
فازی مارتنزیتی توسط حرکت سطح مشترک جداکنندهٔ فاز مادر از محصولات انجام
می‌شود. در این حالت اتم‌های فاز مادر در نزدیکی مرز فازها بصورت محلی به
شکل شبکه بلوری فاز محصول بازآرایی می‌شوند. نیروی محرک اصلی واکنش‌های
مارتنزیتی اختلاف در انرژی آزاد فازها است.
اهمیت
استحاله‌های مارتنزیتی در بررسی رفتار فولادهای دارای فاز مارتنزیت و آلیاژهای حافظه‌دار اهمیت بسیاری دارند.
شرح
در
آلیاژهای آهن – کربن مارتنزیت در اثر سریع سرد کردن آستنیت به وجود می
آید. از آنجایی که دگرگونی آستنیت به مارتنزیت بدون نفوذ انجام می شود
بستگی به ترکیب آلیاژ تا 2 % کربن ماتنزیت دقیقا همان ترکیب شیمیایی آستنیت
اولیه را دارد. اتم های کربن در فضاهای هشت وجهی bccمبحوس می شوند و فاز
جدید مارتنزیت را بوجود می آورند.با تشکیل ماتنزیت کربن محلول در شبکه bcc
به شدت افزایش می یابد وباین افزایش جاهای خالی بیشتری توسط اتم های کربن
اشغال می شود. در نتیجه شبکه بلوری bcc به سمت bct میل می کند.از آنجایی که
در تشکیل مارتنزیت نفوذ نقشی نداردمارتنزیت فازی نا پایدار است.اگر
ماتنزیت تا دمایی حرارت داده شود که اتم های کربن قدرت تحرک کافی جهت نفوذ
پیدا کننداز فضاهای خالی هشت وجهی خارج شده و تشکیل سمانتیت می دهند . در
نتیجه شبکه بلوری مارتنزیت از حالت مکعب مستطیلی خارج شده و فازهای تعادلی
موجود در نمودار تعادلی آهن – کربن یعنی سمانتیت و فریت بوجود می آیند.
مارتنزیت توسط یک مکانیزم برشی به وجود می آید. در این مکانیزم جهت انجام
دگرگونی اتم های زیادی با همدیگر وبطور همزمان جابجا می شوند.این جابجای
گروهی اتم ها کاملا متفاوت از جابجایی انفرادی اتم ها در نفود و حرکت در
فصل مشترک از فازهای قدیم به جدید است. بلور تشکیل شده در اثر برش از یک
طرف به بالا و از طرف دیگر به پایین سطح آستنیت اولیه بطور مورب جابجا شده
است. سطح افقی آستنیت مادر توسط دگرگونی برشی چرخیده و در موقعیت جدید
بلوری قرار گرفته است.چرخش یا کج شدن سطوح یکی دیگر از مشخصه های مهم
دگرگونی مارتنزیتی یادگرگونی برشی است. ماتنزیت همواره با مقدار زیادی
تغییر شکل مومسان در فاز آستنیت مادرهمراه است.نیروی عکس العمل حاصل از
تغییر شکل مومسان آستنیت برروی بلور ماتنزیت رشد بلور ماتنزیت را محدود
کرده وادامه دگرگونی فقط با جوانه زنی بلورهای جدید مارتنزیت امکان پذیر
است. اگر فاز آستنیت نتواند تغییر شکل مومسان ناشی از برش های مارتنزیت را
تحمل کند در فصل مشترک مارتنزیت – آستنیت مادر دچار جدایش یا ترک خوردگی
می شود. فولاد ها آستنیتشان از انعطافپذیری خوبی برخوردار است و میتواند
تحمل کند.صفحاتی که بلور های آستنیت ترجیحا بر روی آنها تشکیل می شوند به
صفحات رابط موسوم هستند.در شرایط سه بعدی بلورهایی مارتنزیت به شکل لایه ای
یا بشقابی با فصل مشترک صاف و مسطح وجود دارند. 
Martensite
Martensite is a body-centered tetragonal form of iron in which some carbon is dissolved. Martensite forms during quenching, when the face centered cubic lattice of austenite is distored into the body centered tetragonal structure without the loss of its contained carbon atoms into cementite and ferrite. Instead, the carbon is retained in the iron crystal structure, which is stretched slightly so that it is no longer cubic. Martensite is more or less ferrite supersaturated with carbon. Compare the grain size in the micrograph with tempered martensite.
| Body Centered Tetragonal Unit Cell | Photomicrograph of Martensite Structure |
|---|---|
 |
 |
Martensitic Transformation: Mysterious Properties Explained
The difference between austenite and martensite is, in some ways, quite small: while the unit cell of austenite is a perfect cube, in the transformation to martensite this cube is distorted so that it's slightly longer than before in one dimension and shorter in the other two. The mathematical description of the two structures is quite different, for reasons of symmetry, but the chemical bonding remains very similar. Unlike cementite, which has bonding reminiscent of ceramic materials, the hardness of martensite is difficult to explain in chemical terms. The explanation hinges on the crystal's subtle change in dimension, and the speed of the martensitic transformation. Austenite is transformed to martensite on quenching at approximately the speed of sound - too fast for the carbon atoms to come out of solution in the crystal lattice. The resulting distortion of the unit cell results in countless lattice dislocations in each crystal, which consists of millions of unit cells. These dislocations make the crystal structure extremely resistant to shear stress - which means, simply that it can't be easily dented and scratched. Picture the difference between shearing a deck of cards (no dislocations, perfect layers of atoms) and shearing a brick wall (even without the mortar).