Бейніт у сталі
Якщо сталь охолоджується від температури аустенітизації трохи швидше, ніж просто на повітрі, виникає можливість утворення такої мікроструктури сталі як бейніт.
Відмінності бейніту та перліту
Подібно до перліту бейніт утворюється з аустеніту і також спочатку зароджується вздовж кордонів аустенітних зерен. Тому при швидкому охолодженні сталі виникає конкуренція на межах зерен між перлітом і бейнітом, як показано на малюнку 1.
Бейніт та перліт під світловим мікроскопом
Бейніт - це світліша структура, яка росте від меж первинних аустенітних зерен. Біла тонка лінія вздовж старих аустенітних зерен – це і є бейніт. Аналогічно перліту бейніт є сумішшю фериту та цементиту. Однак внутрішня структура бейніту відрізняється від перліту. Якщо в перліті цементит є у вигляді пластин, розташованих між пластинами фериту, то в бейніті він знаходиться у вигляді свого роду ниток або маленьких частинок, розкиданих по феритній матриці.
Фронт зростання бейніту та перліту
На фотографії малюнка 1 можна побачити ще одну відмінність цих двох структур – перліту та бейніту. Фронт зростання перліту має сферичну форму, а у бейніту виглядає голкоподібним. Проте треба пам'ятати, що фотографія малюнку 2 – це двомірний розріз через структуру. Якби фронт зростання бейніту справді був голчастим, то ці голки були б видно лише, якби розріз лежав паралельно осям голок, що малоймовірно. Тому ясно, що фронт зростання бейніту тут має пластинчасту формувиглядає голчастим у двомірному зображенні для багатьох орієнтацій площини розрізу цим фронтом. Фронт зростання бейніту на цій мікрофотографії такий самий пластинчастий, як і у бейнітних структур більшості сталей.
Максимальне збільшення світлового мікроскопа
Оптична мікрофотографія на малюнку 2 була зроблена при максимально корисному збільшенні 1000х. За більш високого збільшення жодних нових структурних складових побачити вже не можна. Справа в тому, що таке збільшення знаходиться вже за межами роздільної здатності оптичного мікроскопа – 0,2 мкм. Пластинчасті та «ниткові» структури цементиту в перліті і бейніті не видно, тому що обидві занадто малі, щоб їх можна було розглядати в оптичний мікроскоп.
Після полірування та травлення шліфу сталевого зразка цементитні пластини розсіюють світло і тому виглядають темними в оптичному мікроскопі. Перліт виглядає темніше ніж бейніт тому що він розсіює світло від своїх пластин більш ефективно, ніж бейніт від своїх найдрібніших частинок.
Бейніт та перліт під електронним мікроскопом
Скануючий електронний мікроскоп робить знімки поверхні з роздільною здатністю, яка значно вища ніж у світлового мікроскопа – у сто разів: 2 нанометри замість 0,2 мікрометрів.
На малюнку 2 і 3 показані мікрофотографії перліту і бейніту в тій же точці, що і мікрофотографії малюнка 1.
На обох фотографіях темна фаза – це цементит. Відмінність між цими двома мікроструктур добре видно з цих двох фотографій. Зі збільшеннямшвидкість охолодження відстань між цементитними пластинками в перліті зменшується. На малюнку 3 ця відстань становить 0,05 мкм – це мінімальна відстань для невідпущеного та недеформованого перліту. Як видно на малюнку 4, цементит в бейніті в основному присутній у вигляді частинок, які мають форму ниток або стрічок. Як осі цих стрічок бейніту, і площини пластин перліту орієнтовані вздовж напрями зростання цих структур.
Джерело: John D. Verhoeven, Steel Metallurgy for Non-Metallurgists, 2007