Martenzit
Martenzit (ime je dobio po njemačkom metalurgu Adolfu Martensu (1850-1914)) je svaka kristalna struktura koja se dobije substitutivnom transformacijom, u suprotnosti sa mnogo sporijom difuzivnom transformacijom. Spada u klasu tvrdih minerala. Kada se posmatra u popriječnom presjeku, kristalna zrna, koja su oblika leće, vide se kao da su oblika igle, zbog čega se nekad nepravilno opišu. Martenzit je vrlo čvrsti konstituent čelika (legura željeza i ugljika), od kojeg se prave opruge i žice za klavir. Martenzit se formira brzim hlađenjem austenita, koji zadržava atome ugljika koji nisu imali vremena da difuzijom izađu iz kristalne strukture. 1890tih godina, Martens je izučavao uzorke različitih čelika pod mikroskopom, a otkrio je da su najčvršći čelici imali pravilnu kristalnu strukturu. On je bio prvi koji je objasnio uzrok velike različitosti u mehaničkim osobinama raznih vrsta čelika. Martenzitne strukture su od tada pronađene u mnogim drugim praktičnim materijalima. Martenzit ima drugačiju kristalnu strukturu (tetragonsku) od plošno centrirane kubične rešetke austenita, iz kojeg se i formira, ali zato imaju identičan hemijski sastav. Prijelaz iz jedne u drugu od ove dvije strukture zahtijeva veoma malo energije termalne aktivacije. Martenzit ima manju gustoću od austenita, tako da martenzitne transformacije rezultiraju relativnu promijenu zapremine. Ova osobina se može najlaške primijetiti na japanskim katanama, koje su prave prije naglog hlađenja. Hlađenje uzrokuje formiranje martenzita više po ivici oštrice, nego na tupom dijelu mača; kako se ivica širi, ostrica poprima blago zakrivljeni oblik. Martenzit nije prikazan u jednačini faznog dijagrama željezo-ugljik, jer je martenzit metadtabilna faza, kinetički produkt brzog hlađenja čelika, koji sadrži dovoljno ugljika. Pošto se hemijski procesi ubrzavaju na većim temperaturama, martenzit je lahko uništava sa aplikacijom toplote. Pošto je jako teško kontrolisati naglo hlađenje, mnogi čelici se hlade tako da sadrže više martenzita, a zatim se termalno obrađuju, smanjujući sadržaj martenzita sve do željene koncentracije. Previše martenzita čini čelik krhkim, a premalo ga čini mehkim.