La microestructura y características cristalográficas de la bainita inferior son muy similares a las de la bainita superior. Lo que las diferencia, principalmente, es que en la bainita inferior las partículas de cementita también precipitan dentro de las placas de ferrita (Figura). Por tanto, se pueden distinguir dos clases de precipitados de cementita: los que crecen apartir de la austenita enriquecida en carbono y separan las placas de ferrita, y los que parecen precipitar apartir de ferrita sobresaturada. Estas últimas partículas presentan una relación de orientación del tipo "revenido", análoga a la exhibida por los carburos precipitados durante el revenido de la martensita, generalmente descrito como relación de orientación 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
Microestructura de una bainita inferior. Notar la precipitación de diferentes partículas de carburos en la placa de ferrita bainítica inferior. La bainita inferior, por otro lado, también está formada de finas placas organizadas en plumas y separadas por películas de austenita retenida y enriquecida en carbono o carburos. Bhadeshia y Edmonds, Metallurgical Transactions A, volumen 10A (1979) 895-907. |
Los carburos precipitados en la ferrita no tienen que ser necesariamente cementita, dependiendo de la composición química del acero y la temperatura de transformación, otros carburos pueden precipitar. Por ejemplo, en aceros altos en carbono, con un contenido en silico mayor del 1% en peso (el silicio retarda la formación de cementita), el carburo épsilon es generalmente el que precipita en la ferrita bainítica.
A diferencia de la martensita revenida donde los carburos tienden a precipitar en disposición Widmanstatten , las particulas de cementita en la bainita inferior precipitan con una sóla relación de orientación posible (Figura) formando segmentos paralelos orientados aproximadamente 60 grados con el eje de la placa de bainita. Esta peculiar forma de precipitar en la ferrita bainítica inferior, puede ser debiada a que los carburos nuclean en una intercara ferrita/austenita, y por tanto intentan adoptar una única relación de orientación con la cual conseguir conectar a ambas fases, austenita y ferrita, de la forma más óptima.
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Micrografía de trasmisión de electrones. Muestra una única relación de orientación de las partículas de carburos en cada placa. Cuando la fuerza motriz de la precipitación de cementita es pequeña, se forman relaciones de orientación únicas. Este es el caso de aceros bajos en carbono o temperaturas altas de transformación, donde el carbono puede escapar rápidamente de la ferrita sobresaturada. Bhadeshia, Acta Metallurgica, volumen 28 (1980) 1103-1114. |
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Otra posible explicación a la peculiar forma de precipitación de los carburos en la bainita inferior sería la influencia que ejercen las tensiones asociadas al crecimiento adifusional de la bainíta sobre la precipitación de carburos. Este efecto sería menos pronunciado durante el revenido de la martensita, pues la fuerza motriz para la precipitación es mayor.
Los carburos en la bainita inferior son extremádamente finos, unos pocos nanómetros de espesor y 500 nanómetros de longitud. Debido a su precipitación en la ferrita, una menor cantidad de carbono es rechazada en la austenita residual desde la ferrita. Esto, en otras palabras, significa que menos partículas de cementita y más finas precipitan entre las placas de ferrita bainítica inferior, si las comparamos con las de la bainita superior. Como consecuencia de ésto, la bainita inferior tiende a ser más tenaz que la bainita superior, apesar de ser más resistente. Las partículas groseras de cementita de la bainita superior actuan como puntos de nucleación de grietas de clivage y asociación de vacantes.