Se o engenheiro resfriar a liga ferro-carbono muito rapidamente, de modo que ela atravesse a "bainha" do diagrama TTT, a liga se transformaria em martensita. A martensita é uma fase metaestável supersaturada de carbono e ferro que é formada quando a taxa de resfriamento é muito alta para permitir a formação de outras fases, como a bainita ou a perlita. A martensita é caracterizada por uma estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado e é extremamente dura e frágil.
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