La bainita inferior se obtiene generalmente a temperaturas de transformación isotérmicas relativamente bajas. Los carburos precipitan en la ferrita reduciendose así la cantidad de carbono disponible para precipitar entre la austenita y la ferrita. La transición entre bainita superior e inferior puede explicarse como un proceso de revenido rápido que ocurre en una placa de ferrita sobresaturada en carbono despues de su crecimiento. Este exceso de carbono en la ferrita tiende a reducirse mediante la difusión del carbono hacia la austenita residual y por precipitación en la misma ferrita.
El tiempo necesario para descarburar una placa de ferrita sobresaturada mediante la difusión del carbono en la austenita es ilustrado en la Figura para el caso de un acero típico. A temperaturas elevadas, la difusión es tan rápida que no hay posibilidad de precipitar carburos en la ferrita, obteniendose así una microestructura de bainita superior. Finalmente, la cementita precipita desde la austenita residual enriquecida en carbono.
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Tiempo requerido para la descarburación de una placa de bainita sobresaturada. Tiempos
pequeños dan lugar a una microestructura de bainita superior, pues no hay oportunidad
para la precipitación de carburos en la ferrita. Takahashi y Bhadeshia, Materials
Science and Technology, volumen 6 (1990) 592-603.
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Cuando la temperatura de transformación se reduce y el tiempo necesario para la descarburación se incrementa, parte del carbono puede precipitar como carburos finos en la ferrita, mientras que el resto difunde a la austenita para finalmente precipitar entre las placas. Esta es la microestructura de bainita inferior. Debido a que sólo una fracción del carbono ha difundido a la austenita, los carburos precipitados entre placas son mucho más pequeños que los asociados a la bainita superior. Esta es la causa por la cual, la bainita inferior presenta una estructura tan fina y es siempre más tenaz que la bainita superior, apesar de presentar generalmente una mayor resistencia.
Una consecuencia del mecanismo de transición entre bainita superior e inferior es el hecho de que aceros con una alta concentración en carbono solo transformen a bainita inferior. La gran cantidad de carbono atrapado en la ferrita durante la transformación, no puede difundir suficientemente rápido a la austenita, por lo que precipita inevitablemente en la ferrita. Por el contrario, en aceros muy bajos en carbono, el tiempo necesario para la descarburación es tan pequeño que sólo es posible obtener por transformación, bainita superior a cualquier temperatura entre el final de la transformación perlítica y el inicio de la transformación martensítica.
También es posible obtener una mezcla de bainita superior e inferior mediante transformación isotérmica. A medida que se forma bainita superior, la austenita residual se enriquece en carbono de tal forma, que la tendencia a formar bainita inferior aumenta cuando la transformación progresa.