Bainitul este un model cristalin microstructural care se formează în oțel în timpul încălzirii. Este numit după Edgar C. Bain, un metalurgist american care a lucrat la alierea și tratamentul termic al oțelului în Pittsburgh, Pennsylvania, în Statele Unite. Bainitul se formează atunci când austenita este răcită rapid. Austenita este un alotrop, sau o formă de fier cunoscută sub numele de fier gamma, care conține carbon și o structură cu rețea cubică la temperaturi cuprinse între 1,670° și 2,552° Fahrenheit (910° până la 1,400° Celsius).
Pentru ca microstructura bainită să se formeze, trebuie să existe două condiții unice de temperatură. Austenita trebuie să fie răcită suficient de rapid pentru a nu se forma perlita. Pearlita este o structură stratificată alternativă din oțel de ferită și cementită care se formează atunci când oțelul este răcit lent și scade sub o temperatură de 1,341 ° Fahrenheit (727 ° Celsius). Răcirea în austenită trebuie, de asemenea, să fie întârziată suficient de mult pentru a preveni formarea martensitei. Martensita este un produs secundar cristalin foarte dur, fragil al producției de austenită.
Dacă prelucrarea austenitei se face corect și se formează oțel bainitic, acesta prezintă unele dintre caracteristicile atât ale perlitei, cât și ale martensitei. Posedă o parte din duritatea extremă a martensitei, precum și structura dura a perlitei. Microstructura bainitică constă din ferită, ca în perlită, și o dispersie minusculă de cementită.
Utilizările soiurilor de oțel bainitic sunt incluse în industria de producere a energiei datorită calității lor unice de rezistență la fluaj. Este mai puțin probabil să se deformeze sub presiune decât alte tipuri de oțel. Această calitate este îmbunătățită prin aliarea oțelului cu crom și molibden pentru a crește duritatea.
O altă variantă a producției de oțel bainitic este infuzarea acestuia cu particule nemetalice, care produc o microstructură mai dezorganizată. Aceasta se numește bainită nucleată sau ferită aciculară și are o capacitate mai mare de a devia fisurile decât bainita tradițională. Utilizările pentru această varietate includ aplicații structurale mari care sunt supuse unor solicitări frecvente, cum ar fi platformele petroliere și podurile.
Variațiile asupra tipurilor de oțel bainitic produse sunt adesea clasificate ca bainită superioară sau bainită inferioară. Gama superioară este produsă în timpul procesului de răcire la o temperatură cuprinsă între 1,022° și 752° Fahrenheit (550° până la 400° Celsius) și seamănă cu o formă de oțel cunoscută sub numele de ferită Widmanstatten. Oțelul bainitic inferior este produs la un nivel de răcire a temperaturii de 752° până la 482° Fahrenheit (400° până la 250° Celsius), unde seamănă cu morfologia aciculară. Deși bainita inferioară nu este în mod specific bainită nucleată, se află undeva între structurile de bainită superioară și martensită în compoziție.