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Immagine al microscopio a forza atomica del bel rilievo superficiale prodotto dalla crescita della bainite in un campione preventivamente lucidato. Si notino le acute creste delle lamelle che consentono di distinguere la bainite dall'austenite che è deformata plasticamente dalle tensioni della trasformazione. Tratto da Swallow e Bhadeshia, Materials Science and Technology, volume 2 (1996) 121-125. L'uso del microscopio a forza atomica è necessario perché le lamelle sono troppo sottili da permettere l'uso di un tradizionale microscopio ottico a interferenza (per esempio Tolansky).
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Al rilievo superficiale dovuto alla deformazione su un piano invariante (invariant plane strain, IPS) causato dalla crescita della ferrite bainitica è associata una rilevante componente di taglio di 0.24 oltre alla deformazione di volume (0.03) dovuta alla trasformazione (Figura). C'è perciò un movimento coordinato degli atomi nel corso della trasformazione. Inoltre, in accordo con ciò, usando tecniche ad alta risoluzione, è stato dimostrato che durante la trasformazione il ferro e i soluti sostituzionali come Mn, Si, Ni, Mo e Cr sono congelati nelle loro posizioni (Figura). Il cambiamento di struttura cristallina è quindi ottenuto attraverso una deformazione del reticolo dell'austenite. Se la tensione è assorbita elasticamente, allora l'energia associata alla ferrite bainitica è pari a circa 400 J/mole. Parte della tensione può essere rilassata dalla deformazione plastica dell'austenite adiacente.
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Le immagini a risoluzione atomica qui presentate non rendono giustizia al lavoro originale. (a) Micrografia a emissione di campo di un'interfaccia verticale tra austenite e ferrite bainitica. (b) Immagine ottenuta utilizzando soltanto gli atomi di ferro. (c) Immagine ottenuta utilizzando soltanto gli atomi di silicio. (d) Immagine ottenuta utilizzando soltanto gli atomi di carbonio. Gli atomi sostituzionali sono chiaramente congelati durante la trasformazione. Tratto da Bhadeshia e Waugh, Acta Metallugica, volume 30 (1982) 993-998.
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Il movimento degli atomi interstiziali durante il cambiamento di struttura non influenza lo sviluppo del rilievo superficiale. D'altra parte l'osservazione del rilievo non può fornire informazioni sul fatto che il carbonio diffonda o meno durante la trasformazione.