O que entende por bainita e martensita? Qual o mecanismo de formação destes microconstituintes dos aços?

Passo 1

Beleza, o enunciado quer que a gente explique o que é bainita e martensita, dois microconstituintes do aço, e descreva o mecanismo de formação de cada um. Isso cai na matéria de Transformações de Fases em Aços (TTT/CCT e metalurgia). Para resolver, vamos precisar entender:
  1. Tabela TTT rápida (onde aparece a linha de bainita e a faixa de martensita).
  2. Conceito de transformação por difusão (bainita) vs. transformação sem difusão, por cisalhamento (martensita).

Passo 2

Vamos falar de bainita.
  1. Definição: é um arranjo de ferrita mais fininha misturada com carbonetos (geralmente cementita) que se forma quando resfriamos o aço num patamar intermediário de temperatura (entre a zona de perlita e a zona de martensita no diagrama TTT).
  2. Mecanismo (teoria de nucleação e crescimento com difusão):
    • A austenita (Feγ) perde carbono por difusão.
    • Aparecem grãos finos de ferrita (Feα) que crescem puxando o carbono para regiões adjacentes, onde ele se combina formando finos carbonetos.
    • Como a temperatura não é tão alta, a difusão é lenta e gera uma microestrutura “serrilhada” (bainita).
  3. Detalhe prático: existe bainita superior (formada a ~400–550 °C, mais “esfolhada”) e bainita inferior (200–400 °C, mais “acicular”).

Passo 3

Agora, martensita.
  1. Definição: é uma fase muito dura e frágil, formada por um aço que tem seu resfriamento rápido (têmpera) até abaixo da temperatura Ms (start) sem dar tempo pra difusão do carbono. A estrutura resultante é tetragonal de corpo centrado (BCT), com o carbono “preso” nos interstícios.
  2. Mecanismo (transformação difusionalmente-less, por cisalhamento):
    • Não há tempo/material para o carbono se deslocar por difusão.
    • A rede cristalina “bala” de austenita para a martensita por um movimento de corte (shear), quase instantâneo.
    • O carbono fica aprisionado, distorcendo o retículo e deixando a peça bem dura.
  3. Teoria básica: é uma transformação de fase martensítica, controlada cineticamente, sem mudança de composição por difusão, e que depende só da queda de temperatura até Ms e Mf.

Passo 4

Comparando os mecanismos:
  • Bainita = difusão parcial do carbono + nucleação e crescimento (austenita → ferrita + cementita) em temperaturas médias.
  • Martensita = quase zero difusão, transfor­mação por cisalhamento brusco (displacive), em temperaturas baixas.

Resposta

Bainita é a mistura de ferrita fininha e carbonetos que surge por difusão lenta do carbono em temperaturas médias, via nucleação e crescimento. Já martensita é uma fase supersaturada de carbono na ferrita (BCT), formada por um choque de cisalhamento sem difusão, típico de têmpera rápida.

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