Microestructuras bainíticas
La transformación bainítica en aceros tiene lugar a temperaturas intermedias, comprendidas entre la transformación de ferrita proeutectoide y perlita y la transformación martensítica.
La bainita es una mezcla difusa de ferrita y cementita, con una distribución diferente y más fina que la perlita, que comienza con la formación de placas o agujas de ferrita. Se distinguen dos tipos, bainita superior y bainita inferior.
Las microestructuras bainíticas obtenidas en enfriamientos continuos y en transformaciones isotérmicas son considerablemente diferentes.
Bainita superior
En la bainita superior, la ferrita, al no poder disolver apenas carbono, intenta expulsarlo fuera de las placas formadas hacia la austenita que las rodea, acumulándose en la entrecara donde formará cementita. La austenita también cederá carbono a estos núcleos de cementita, con lo que se promueve una nueva nucleación de ferrita paralela a la anterior. El resultado son placas de ferrita rebordeadas de cementita, formando, lo que se llama comúnmente, plumas bainíticas.
Superbainita
En aceros de alto contenido en carbono y silicio y, en especial, en fundiciones tratadas, la transformación bainítica superior se produce a temperaturas significativamente inferiores. Debido a que el silicio es grafitizante y dificulta la formación de cementita, la microestructura bainítica así obtenida no contiene cementita y está formada por placas de ferrita bainítica separadas por austenita. Como consecuencia de los altos niveles de dureza y resistencia, a esta microestructura se la denomina superbainita.
Bainita inferior
En la bainita inferior, al darse a temperaturas más bajas, la difusión del carbono es muy baja, con lo que no es capaz de llegar a los bordes de las agujas de ferrita, precipitando, por tanto, in situ. El resultado son agujas de ferrita con fino precipitado de cementita en su interior. Esta estructura proporciona una combinación de resistencia y tenacidad que a menudo es superior a la de la perlita y la martensita. La bainita tiene una mayor tenacidad que la martensita debido a su estructura menos frágil.
El ejemplo que aparece a continuación es del enfriamiento al aire de un cilindro de 20 mm de acero 34CrNiMo6. Tanto el núcleo como la periferia del cilindro sufren una transformación parcial en bainita y martensita.
La bainita inferior se colorea más intensamente que la matensita, por lo que se diferencia microestructuralmente por los tonos más oscuros.
La formación de bainita puede ser controlada mediante el ajuste preciso de los parámetros de enfriamiento. Esto permite a los fabricantes de acero optimizar las propiedades del material para aplicaciones específicas.
La bainita inferior es una estructura deseable en muchos casos, ya que ofrece una combinación equilibrada de resistencia y tenacidad, lo que la hace adecuada para una amplia gama de aplicaciones industriales, desde la fabricación de herramientas hasta la construcción de maquinaria. Usualmente, suele admitirse hasta un 50% de bainita inferior en la martensita.
Transformaciones isotérmicas (Austempering)
La estructuras bainíticas procedentes de transformaciones isotérmicas (austempering) son muy diferentes a las obtenidas mediante enfriamientos continuos. A temperaturas altas, del orden de 475 ºC, la bainita superior presenta un aspecto de bainita nodular.
A temperatura algo más bajas, de 400ºC, se aprecian los dos tipos de bainitas mezcladas: bainita superior de tipo nodular y bainita inferior (zonas más claras).
A temperaturas de tratamiento de 325ºC solamente aparece bainita inferior, libre de bainita superior y de martensita.
En tratamientos continuos, insuficientemente rápidos para el temple de toda la pieza, lo usual obtener una mezcla de constituyentes, como troostita, bainita superior, bainita inferior y martensita.
¡Valora este artículo!
| Contenido | |
| Claridad de la explicación | |
| Calidad de las imágenes | |
| ¿Cuánto has aprendido? | |
|
Promedio
|
|
|
|