La bainite est un motif cristallin microstructural qui se forme dans l’acier pendant le chauffage. Il porte le nom d’Edgar C. Bain, un métallurgiste américain qui a travaillé sur l’alliage et le traitement thermique de l’acier à Pittsburgh, en Pennsylvanie, aux États-Unis. La bainite se forme lorsque l’austénite se refroidit rapidement. L’austénite est un allotrope, ou une forme de fer connue sous le nom de fer gamma, qui contient du carbone et une structure en treillis cubique entre 1,670 2,552° et 910 1,400° Fahrenheit (XNUMX° à XNUMX XNUMX° Celsius).
Deux conditions de température uniques doivent exister pour que la microstructure bainitique se forme. L’austénite doit être refroidie assez rapidement pour que la perlite ne se forme pas. La perlite est une structure en couches alternées d’acier de ferrite et de cémentite qui se forme lorsque l’acier est lentement refroidi et tombe en dessous d’une température de 1,341 727° Fahrenheit (XNUMX° Celsius). Le refroidissement dans l’austénite doit également être retardé suffisamment longtemps pour empêcher la formation de martensite. La martensite est un sous-produit cristallin très dur et cassant de la production d’austénite.
Si le traitement de l’austénite est effectué correctement et que l’acier bainitique est formé, il présente certaines des caractéristiques de la perlite et de la martensite. Il possède une partie de l’extrême dureté de la martensite, ainsi que la structure dure de la perlite. La microstructure bainitique est constituée de ferrite, comme dans la perlite, et d’une infime dispersion de cémentite également.
Les utilisations des variétés d’acier bainitique sont incluses dans l’industrie de la production d’électricité en raison de leur qualité unique de résistance au fluage. Ils sont moins susceptibles de se déformer sous contrainte que les autres types d’acier. Cette qualité est renforcée par l’alliage de l’acier avec du chrome et du molybdène pour augmenter la dureté.
Une autre variante de la fabrication de l’acier bainitique consiste à l’infuser avec des particules non métalliques, qui produisent une microstructure plus désorganisée. C’est ce qu’on appelle la bainite nucléée, ou ferrite aciculaire, et elle a une plus grande capacité à dévier les fissures que la bainite traditionnelle. Les utilisations de cette variété incluent les grandes applications structurelles qui subissent des contraintes fréquentes, telles que les plates-formes pétrolières et les ponts.
Les variations sur les types d’acier bainitique produits sont souvent classées en bainite supérieure ou bainite inférieure. La plage supérieure est produite pendant le processus de refroidissement à une température comprise entre 1,022 752 ° à 550 ° Fahrenheit (400 ° à 752 ° Celsius) et ressemble à une forme d’acier connue sous le nom de ferrite de Widmanstatten. L’acier bainitique inférieur est produit à un niveau de refroidissement de température de 482° à 400° Fahrenheit (250° à XNUMX° Celsius), où il ressemble à la morphologie aciculaire. Bien que la bainite inférieure ne soit pas spécifiquement de la bainite nucléée, sa composition se situe quelque part entre les structures de bainite supérieure et de martensite.