Explique a diferença entre bainita superior e inferior. Qual o efeito da velocidade de resfriamento na formação de cada uma?
Passo 1
O enunciado pede para explicar a diferença entre bainita superior e bainita inferior — um tema de transformação de fase em aços — e discutir como a velocidade de resfriamento afeta a formação de cada uma. Vamos precisar dos conceitos de diagrama TTT/CCT, temperatura de transformação e morfologia das fases.
Passo 2
Bainita é a fase que se forma por transformação eutetoide abaixo da temperatura de perlita e acima da de martensita, em regime de difusão parcial de carbono. No diagrama TTT ela aparece entre a zona de perlita e a de martensita em temperaturas intermediárias.
Passo 3
A bainita superior forma-se em temperaturas mais altas, tipicamente entre
e
. Nessa faixa o carbono tem mobilidade suficiente para difundir-se e precipitar-se como cementita em grãos separados. A morfologia é de lâminas grossas de ferrita acicular intercaladas por partículas de cementita globular, conferindo dureza moderada e boa tenacidade.
Passo 4
A bainita inferior ocorre em temperaturas mais baixas, tipicamente entre
e
. Aqui o difusão de carbono é mais restrita, e a cementita precipita-se finamente dentro das bainitic ferrite sheaves. O aspecto é de fiapos muito finos de ferrita com lamelas internas de cementita, resultando em dureza maior e tenacidade um pouco menor do que na bainita superior.
Passo 5
A velocidade de resfriamento define em que faixa de temperatura a austenita vai se transformar.
Se o resfriamento for moderado, aços passam pela zona de bainita superior antes de chegar à bainita inferior.
Se for mais rápido, atinge logo a região de –
e forma bainita inferior, pois a temperatura cai rapidamente para onde só ocorre difusão limitada de carbono.
Se for muito lento, permanece tempo suficiente acima de e forma perlita; se for extremante rápido, pula ambas e forma martensita.
Se o resfriamento for moderado, aços passam pela zona de bainita superior antes de chegar à bainita inferior.
Se for mais rápido, atinge logo a região de
Se for muito lento, permanece tempo suficiente acima de
Resposta
A bainita superior e a bainita inferior diferem principalmente na temperatura de transformação, na mobilidade de carbono e na morfologia da cementita:
– Na bainita superior ( –
) o carbono difunde-se melhor e forma precipitados globulares de cementita entre lâminas grossas de ferrita.
– Na bainita inferior ( –
) a difusão é limitada e a cementita aparece finamente dentro de fiapos de ferrita.
– Na bainita superior (
– Na bainita inferior (
Quanto ao resfriamento, velocidades moderadas levam à bainita superior, velocidades mais altas (mas não tão extremas a ponto de formar martensita) levam à bainita inferior; velocidades lentas produzem perlita e velocidades muito rápidas produzem martensita.