A medida que a temperatura de transformação isotérmica é reduzida para temperatura abaixo da temperatura BS, ocorre a formação da bainita, na qual os carbonetos precipitam na ferrita acompanhada da correspondente redução da quantidade de precipitação da austenita entre as ripas de ferrita. A transição da bainita superior para inferior pode ser explicada em termos de um processo de revenido rápido que ocorre após o crescimento e saturação das ripas de bainita. O excesso de carbono tende a sofrer partição por difusão na austenita residual, mas a saturação pode ser reduzida pela precipitação na ferrita.
O tempo necessário para que as ripas de ferrita em um aço reduzam o teor de carbono pela difusão na austenita é ilustrado na Figura A alta temperatura a difusão é tão rápida que não há tempo para ocorrer a precipitação de carbonetos na ferrita, induzindo a formação da bainita superior. Eventualmente, ocorre a precipitação de cementita da austenita residual enriquecida de carbono.
|
|
Tempo necessário para ocorrer a descarbonetação das ripas de bainita saturadas. Para tempos pequenos há formação de bainita superior porque não há oportunidade dos carbonetos precipitarem na austenita. Segundo Takahashi e Bhadeshia, Mat. Sci and Tech, volume 6 (1990) 592-603.
|
A medida que a temperatura de transformação é reduzida e o tempo de descarbonetação aumenta, parte do carbono pode precipitar como carbonetos finos na ferrita, enquanto a quantidade restante sofre partição na austenita, eventualmente há a precipitação de carbonetos entre as ripas. Esta é a microestrutura denominada bainita inferior. Uma vez que somente uma fração de carbono sofre partição na austenita os carbonetos entre as ripas são bem menores que os associados a bainita superior. Isto pode explicar porque a bainita inferior com microestrutura altamente definida apresenta tenacidade superior que a bainita superior, e possui também resistência mecânica mais alta.
Uma conseqüência observada no mecanismo de transição de bainita superior para inferior é que em aços com alto teor de carbono é possível obter apenas bainita inferior. A quantidade maior de carbono que fica aprisionada na ferrita pela transformação não tem velocidade suficiente para escapar pela austenita, assim a precipitação na austenita é inevitável. Em aços com baixo teor de carbono, o tempo de descarbonetação é tão pequeno que somente a bainita superior é obtida pela transformação em todas as temperaturas entre o fim de formação da perlita e o início da formação da martensita.
É possível obter a mistura de bainita superior e inferior por transformação isotérmica. Com a formação da bainita superior primeiro, a austenita residual torna-se rica em carbono e a tendência para formar bainita inferior aumenta com a continuidade da transformação.