A bainita inferior possui microestrutura e características cristalográficas similares as apresentadas pela bainita superior. A maior diferença está na precipitação da cementita no interior das ripas de ferrita (Figura). Existem dois tipos de precipitados de cementita: o que cresce a partir da austenita enriquecida em carbono e que separa as plaquetas de ferrita bainítica, e uma segunda cementita que precipita a partir da ferrita saturada. Esta última apresenta relação de orientação de "revenido" encontrada quando ocorre a precipitação de carbonetos durante o tratamento térmico da martensita, pode ser descrita pela relação cristalográfica de Bagaryatski:
[0 0 1] Fe3C || [ -1 0 1]alfa
[1 0 0] Fe3C || [ 1 1 1]alfa
[0 1 0] Fe3C || [ -1 2 -1]alfa
Microestrutura da bainita inferior. Observa-se diversos tipos de partículas de carboneto no interior da ferrita bainítica. A bainita inferior por outro lado consiste de plaquetas finas organizadas na forma de feixes, com cada plaqueta parcialmente separada por carbonetos ou por um filme de austenita retida com alto teor de carbono. Segundo Bhadeshia and Edmonds, Metallurgical Transactions A, volume 10 A (1979) 895-907. |
Não é necessário que os carbonetos da ferrita sejam cementita. Dependendo da composição química e da temperatura de transformação, outros tipos de carbonetos de transição podem ser formados primeiro. Por exemplo, em aços com alto de carbono contendo mais que 1% de silício (este retarda a formação da cementita), pode-se observar a precipitação de carbonetos epson na ferrita bainítica.
Em contraste com a martensita revenida, as partículas de cementita na bainita inferior freqüentemente precipitam com apenas uma relação de orientação cristalográfica (Figura) elas formam ripas dispostas paralelamente a cerca de 60o com o eixo da ripa de bainita. Na martensita revenida, os carbonetos tendem a precipitar com arranjo Windmanstatten. Este modo peculiar de precipitação na bainita inferior pode surgir por que os carbonetos nucleiam na interface ferrita-austenita, e tendem a adotar uma única variante de relação cristalográfica, a que melhor atende a austenita e a ferrita que estiver em contato.
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Através do microscópio eletrônico de transmissão observa-se que a bainita inferior apresenta uma variante de partícula de carboneto em cada ripa. Uma única variante tende a ocorrer quando a energia de ativação para a precipitação da cementita é pequena, como por exemplo em aço baixo carbono ou a alta temperatura em que o carbono pode sair rapidamente da ferrita saturada. Segundo Bhadeshia, Acta Metallurgica, volume 28 (1980) 1103-1114. |
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Outra explicação possível é que a precipitação dos carbonetos é influenciada pela tensão criada pelo crescimento da bainita inferior. O efeito pode ser reduzido durante o revenido da martensita porque a energia de ativação para a precipitação dos carbonetos é grande.
Os carbonetos na bainita inferior são extremamente finos, com espessura da ordem de nanômetro e cerca de 500 nm de comprimento. Uma vez que eles precipitam no interior da ferrita, uma pequena quantidade é dividida com a austenita residual. Isto significa que um número pequeno de carbonetos finos precipitam entre as ripas de ferrita, quando comparado com a bainita superior. Uma conseqüência importante é que a bainita inferior usualmente apresenta maior tenacidade que a bainita superior, apesar de possuir maior resistência mecânica. Os carbonetos grosseiros de cementita na bainita superior possuem tendência em serem pontos de nucleação de microcavidades e de trincas de clivagem.