IMG11

Tak więc w strukturze w danym ziarnie będą występowały płytki ferrytu ułożone w dwóch lub trzech systemach krystalograficznych.

Dalsze obniżenie temperatury i związane z tym zmniejszenie szybkości dyfuzji hamuje wzrost płytek ferrytu Widmanstattena. W niższych temperaturach możliwe jest zarodkowanie ferrytu wewnątrz ziaren austenitu na drobnych wytrąceniach niemetalicznych (na przykład tlenkach) znajdujących się w spoinie. Ma on kształt drobnych płytek powstających na płaszczyznach {111} austenitu, które spełniają zależność Kurdiumowa-Sachsa. Ferryt ten nazywany jest ferrytem drobnopłytkowym (drobnoiglastym lub acicularnym). Płytki ferrytu drobnopłytkowego mają grubość około 2 pm, a stosunek szerokości do długości wynosi od 1:3 do 1:10. Na granicach płytek ferrytu występuje drobny cementyt. Ferryt drobnopłytkowy cechuje większa gęstość dyslokacji w porównaniu z ferrytem Widmanstattena.

Obniżenie temperatury poniżej temperatury B_s (bainit start) hamuje całkowicie procesy dyfuzji żelaza i w takim stopniu ogranicza szybkość dyfuzji węgla, że możliwe jest zajście przemiany bainitycznej i utworzenie bainitu górnego lub bainitu dolnego. Zarówno bainit górny, jak i bainit dolny zarodkują na granicach ziaren austenitu. Bainit górny tworzy się w zakresie temperatur 55CH-400°C. natomiast bainit dolny w temperaturze poniżej 400°C, a powyżej temperatury M_s. W miarę obniżania temperatury rośnie gęstość dyslokacji w ferrycie bainitycznym, jego przesycenie węglem oraz dyspersja utworzonych węglików.

Mechanizm przemiany bainitycznej jest pod pewnymi względami podobny do przemiany martenzytycznej, na przykład w wyniku przemiany tworzy się na powierzchni zgładu charakterystyczny relief, co jest spowodowane ścinającym odkształceniem sieci. Występuje również określona zależność krystalograficzna między austenitem a ferrytem bainitycznym. Od przemiany martenzytycznej przemiana bainityczna różni się zaś tym. że wzrost płytek bainitu jest powolny i ciągły, co świadczy o dyfuzyjnym charakterze przemiany. Podstawowa różnica między bainitem górnym a dolnym to ich wygląd. Bainit górny jest „pierzasty”, natomiast bainit dolny iglasty (bardzo podobny do martenzytu niskowęglo-wego).

Ponieważ przemiana bainityczna jest przemianą pośrednią, płytki bainitu składają się z ferrytu i węglików o bardzo dużej dyspersji. W bainicie górnym wydzielenia węglików zlokalizowane głównie na granicach listew są grubsze i zorientowane przeważnie równolegle do osi płytek ferrytu. W bainicie dolnym węgliki są drobniejsze, znajdująsię wewnątrz płytek i układają się w poprzeczne pasma pod kątem około 55° do osi płytek. Różnice strukturalne między bainitem górnym a dolnym są wynikiem różnic w mechanizmie przemiany. Podczas powstawania bainitu górnego w obrębie ziarna austenitu powstaje kilka pakietów ferrytu ba-initycznego odpowiadających różnym wariantom orientacji Kurdiumowa-Sachsa w stosunku do osnowy. Pomiędzy pakietami występują zatem granice szerokokątowe. Pakiety składają się natomiast z listew o szerokości około 0,5 pm rozdzielonych granicami o niewielkiej dezorientacji. Szybkość wzrostu ferrytu bainitycznego jest określona szybkością dyfuzji węgla w austenicie przed frontem przemieszczającej się powierzchni międzyfazowej ferryt - austenit. Z przesyconego austenitu na granicach listew wydziela się cementyt. Uwolniony z przesycenia austenit ulega dalszej przemianie bezdyfuzyjnej w przesycony ferryt. Schemat powstawania różnic morfologicznych bainitu górnego i dolnego pokazano na rysunku 8.29.

421