Bainit
Bainit je stabilná štruktúrna zložka sústavy Fe-Fe3C. Je to jemná nelamelárna štruktúra zložená hlavne z feritu a cementitu. Zložením je podobný perlitu, jeho štruktúra pripomína martenzit (tiež je ihličkový). Vďaka precipitačnému spevneniu karbidmi vylúčenými z presýtených roztokov austenitu a feritu je pevnejší a ťažnejší ako perlit.
Pomenovaný je podľa Edgara Baina, ktorý popísal mechanizmus jeho vzniku.
Vznik bainitu
Bainit vzniká viacerými spôsobmi:
- Prudkým ochladením austenitu na teplotu tesne nad martenzitickou premenou (450 °C) a výdržou na tejto teplote (izotermické žíhanie, IRA).
- Pri legovaných oceliach s vhodným zložením postupným ochladzovaním rýchlosťou vyššou ako je potrebná na tvorbu perlitu ale nižšou ako je potrebná na tvorbu martenzitu. Rýchlosť ochladenia sa mení od obsahu uhlíka v oceli. Ak je rýchlosť ochladzovania menšia ako treba, tak sa tvorí perlit alebo ferit, ak je vyššia, tak martenzit. Horná a dolná teplota plus horná a dolná rýchlosť ochladzovania tvoria na časovom diagrame (TTT diagram) zhruba štvoruholník, nazývaný aj bainitický nos. Vhodne zvolené legúry túto bainitickú oblasť výhodne posúvajú.
- Zahriatím martenzitickej štruktúry, ktorá je nestabilná a preto sa rozpadá.
Technológia
Bainit sa tvorí rádove asi 2 až 10 hodín. To je dobre vidieť na TTT diagrame. Obrobok musí byť predtým plne austenitizovaný. Aby sa bainit začal tvoriť, je treba prudko ochladiť (len relatívne) obrobok na bainitickú teplotu (rádove 450 °C až 550 °C). To sa robí obyčajne v soľnej tavenine (roztavená soľ) alebo aj v olove. Potom sa teplota podrží, čiže izotermické spracovanie, a to tak dlho až sa všetok austenit premenil na bainit.
Podľa bainitizačnej teploty rozlišujeme horný bainit a dolný bainit, ktoré sa líšia vlastnosťami.
Pri veľkých a hrubých obrobkoch sa vnútro obrobku ochladzuje pomalšie, a preto je bainitizácia vhodná len pre menšie obrobky.
Problém pri nelegovaných oceliach je aj ten, že perlitický a bainitický most sú spojené neostrou hranicou - pridávaním legúr ako napr. chróm sa dajú ale od seba úplne oddeliť.
Bainitizáciou sa znižujú zvyškové napätia a preto sú bainitické ocele vysokopevné v ťahu. Húževnatosť a dynamické zaťaženia (údery a nárazy) sú ešte lepšie.
História
Veľmi podobné bainitácii bolo úchytkové kalenie: do austenitova rozžeravený predmet sa trikrát po sebe nakrátko strčil do vody - štruktúra bola potom blízka hornému bainitu.
