La estructura de la bainita en acero, hierro fundido y aleaciones de hierro es extremadamente compleja, lo que está directamente relacionado con las características de transición intermedia de la transformación de la bainita. La bainita en el acero es esencialmente la matriz de ferrita de bainita, sobre la cual se distribuye una combinación orgánica de θ cementita (o ε carburo) o austenita retenida. La ferrita bainita (BF), el carburo, la austenita retenida, la martensita y otras fases forman una estructura general compleja.
Estructura y morfología de la bainita 1 y acero con contenido ultrabajo en carbono
En los últimos años, para el contenido de carbono 2, microestructura y morfología de la bainita superior,
Superior La bainita se forma en la parte superior de la zona de temperatura de transformación de bainita (BS ~ temperatura de la nariz) y tiene diferentes formas, como bainita plumosa, bainita sin carbono y bainita granular.
Bainita libre de carbono, más común en aceros bajos en carbono y de baja aleación. Cuando solo hay ferrita de bainita y austenita retenida en la estructura de bainita superior sin carburos, se denomina bainita sin carburos o, para abreviar, bainita sin carbono.
Las tiras de ferrita en la bainita libre de carbono están dispuestas en su mayoría en paralelo con tamaños y espacios amplios, y la austenita rica en carbono se encuentra entre las tiras o es el producto de su proceso de enfriamiento. Después de austenizar el acero 35CrMo a 950 °C y mantenerlo a 530 °C durante 10 minutos, se obtiene bainita libre de carbono compuesta de tiras de ferrita bainítica (BF) y austenita retenida (γ').
La forma de la ferrita bainita (α) es irregular, no todas las tiras, algunas son masivas y parte de la interfaz entre BF y γ' es irregular. Entre las bandas de ferrita hay una fase γ rica en carbono. Debido al mayor contenido de carbono, también contiene elementos de aleación cromo y molibdeno. Además, después de transformarse en la fase α, el volumen específico aumenta y la fase γ se comprime, por lo que la γ rica en carbono tiende a ser estable y no puede transformarse sino que permanece.
En acero al silicio y acero al aluminio, dado que el Si y el Al son insolubles en la cementita, es difícil formar cementita sin la difusión de los átomos de Si y Al. Por lo tanto, durante la transformación bainita superior de este tipo de acero, la cementita no precipita y la austenita residual a menudo permanece a temperatura ambiente para formar bainita libre de carbono.
En el acero de aleación baja en carbono, después de la formación de ferrita bainítica, la cementita aún no ha precipitado, la ferrita bainítica sigue siendo austenita y los átomos de carbono continúan difundiéndose y enriqueciéndose en austenita media. Debido a la expansión del volumen de transformación de fase, la austenita rica en carbono entre la ferrita bainítica se estresa y se estabiliza y finalmente se retiene para formar bainita libre de carburos.
Bainita granular, cuando la austenita sobreenfriada es isotérmica en el rango de temperatura superior de la bainita, después de que precipita la ferrita de bainita (BF), los átomos de carbono abandonan la ferrita y se difunden en la austenita. es desigualmente rico en carbono, la estabilidad aumenta y es difícil continuar transformándose en ferrita bainita. Estas zonas de austenita se presentan generalmente en forma de granulados o tiras, la denominada forma de isla, distribuidas sobre la matriz de ferrita bainítica. Esta austenita rica en carbono puede transformarse parcialmente en martensita durante el enfriamiento, formando las llamadas islas (M/A). Esta estructura general compuesta por islas BF+(M/A) se llama bainita granular.
La bainita superior penada, que contiene cementita, pertenece a la bainita de carburo y es una estructura de bainita clásica. Ha habido nuevas observaciones en los últimos años. La bainita superior emplumada está compuesta de ferrita bainítica en bandas y cementita distribuida entre las bandas. La microestructura de la bainita superior clásica es similar a una pluma, que es la estructura general de BF+θ-M3C. Después de la austenitización del acero GCr15, es isotérmico a 450 °C durante 40 segundos y luego se enfría con agua para obtener la estructura completa de bainita y martensita.
A medida que la temperatura de transformación de fase disminuye y el contenido de carbono en el acero aumenta, la ferrita bandeada (BF) se vuelve más fina, la densidad de dislocación aumenta y la cementita se vuelve más fina o las partículas se vuelven más pequeñas y dispersas. aumenta.
3. Morfología de la bainita inferior
Hay bainita libre de carbono y bainita que contiene carbono en la bainita inferior. El acero con alto contenido de carbono y el acero Cr-Mo con alta aleación obtienen fácilmente una estructura de bainita de carburo, y la bainita inferior es la bainita libre de carbono en el acero que contiene más elementos de Si. La bainita inferior se forma en la parte inferior de la región de temperatura de transformación de la bainita (por debajo de la temperatura del extremo frontal de la curva C de bainita). Tiene forma de tiras u hojas de bambú y las rodajas se cruzan en cierto ángulo.