La bainita es un patrón cristalino microestructural que se forma en el acero durante el calentamiento. Lleva el nombre de Edgar C. Bain, un metalúrgico estadounidense que trabajó en la aleación y el tratamiento térmico del acero en Pittsburgh, Pensilvania, Estados Unidos. La bainita se forma cuando la austenita se enfría rápidamente. La austenita es un alótropo, o forma de hierro conocida como hierro gamma, que contiene carbono y una estructura de celosía cúbica cuando se encuentra entre 1,670 ° y 2,552 ° Fahrenheit (910 ° a 1,400 ° Celsius).
Deben existir dos condiciones de temperatura únicas para que se forme la microestructura de bainita. La austenita debe enfriarse lo suficientemente rápido para que no se forme perlita. La perlita es una estructura de capas alternas de acero de ferrita y cementita que se forma cuando el acero se enfría lentamente y cae por debajo de una temperatura de 1,341 ° Fahrenheit (727 ° Celsius). El enfriamiento en la austenita también debe retrasarse lo suficiente para evitar que se forme martensita. La martensita es un subproducto cristalino muy duro y quebradizo de la producción de austenita.
Si el procesamiento de la austenita se realiza correctamente y se forma el acero bainítico, presenta algunas de las características tanto de la perlita como de la martensita. Posee algo de la dureza extrema de la martensita, así como la estructura resistente de la perlita. La microestructura bainítica consiste en ferrita, como en perlita, y también una diminuta dispersión de cementita.
Los usos de las variedades de acero bainítico se incluyen en la industria de generación de energía debido a su calidad única de resistencia a la fluencia. Es menos probable que se deformen bajo tensión que otros tipos de acero. Esta calidad se mejora al alear el acero con cromo y molibdeno para aumentar la dureza.
Otra variación en la fabricación de acero bainítico es infundirlo con partículas no metálicas, que producen una microestructura más desorganizada. Esto se llama bainita nucleada o ferrita acicular, y tiene una mayor capacidad para desviar grietas que la bainita tradicional. Los usos de esta variedad incluyen en grandes aplicaciones estructurales que se someten a tensiones frecuentes, como plataformas petrolíferas y puentes.
Las variaciones en los tipos de acero bainítico producido a menudo se clasifican como bainita superior o bainita inferior. El rango superior se produce durante el proceso de enfriamiento a una temperatura de entre 1,022 ° a 752 ° Fahrenheit (550 ° a 400 ° Celsius) y se asemeja a una forma de acero conocida como ferrita Widmanstatten. El acero bainítico inferior se produce a un nivel de enfriamiento de temperatura de 752 ° a 482 ° Fahrenheit (400 ° a 250 ° Celsius), donde se asemeja a la morfología acicular. Aunque la bainita inferior no es bainita nucleada específicamente, se encuentra en algún lugar entre las estructuras de bainita superior y martensita en su composición.