回复和再结晶
⼀
⾦属和合⾦经塑性变形后，由于空位、位错等结构缺陷密度的增加，以及畸变能（晶体缺陷所储存的能量）的升⾼将使其处于热⼒学不稳定的⾼⾃由能状态，具有⾃发恢复到变形前低⾃由能状态的趋势，但在室温下，因温度低，原⼦活动能⼒⼩，恢复很慢，⼀旦受热，温度较⾼时，原⼦扩散能⼒提⾼，组织、性能会发⽣⼀系列变化。这⼀变化过程随加热温度的升⾼可表现为三个阶段： 01
回复
指新的⽆畸变晶粒出现之前所产⽣的亚结构和性能变化的阶段。在此阶段： 组织：由于不发⽣⼤⾓度晶界的迁移，晶粒的形状和⼤⼩与变形态相同，仍为纤维状或扁平状。
性能：强度与硬度变化很⼩，内应⼒、电阻明显下降。
（回复是指冷塑性变形的⾦属在（较低温度下进⾏）加热时，在光学显微组织发⽣改变前（即在再结晶晶粒形成前）所产⽣的某些亚结构和性能的变化过程）。
02
再结晶
指出现⽆畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程。在此阶段：
组织：⾸先在畸变度⼤的区域产⽣新的⽆畸变晶粒的核⼼，然后逐渐消耗周围的变形基体⽽长⼤，直到变形组织完全改组为新的、⽆畸变的细等轴晶粒为⽌。
性能：强度与硬度明显下降，塑性提⾼，消除了加⼯硬化，使性能恢复到变形前的程度。
03
晶粒长⼤
泥浆护壁原理指再结晶结束之后晶粒的继续长⼤。在此阶段，在晶界表⾯能的驱动下，新晶粒相互吞⾷⽽长⼤，最
后得到较稳定尺⼨的晶粒。
显微组织的变化：
回复阶段：显微组织仍为纤维状，⽆可见变化。
再结晶阶段：变形晶粒通过形核长⼤，逐渐转变为新的⽆畸变的等轴晶粒。
再结晶阶段：变形晶粒通过形核长⼤，逐渐转变为新的⽆畸变的等轴晶粒。
晶粒长⼤阶段：晶界移动，晶粒粗化，达到相对稳定的形状和尺⼨。
性能变化：
回复阶段：强度、硬度略有下降，塑性略有提⾼；密度变化不⼤，电阻明显下降。
再结晶阶段：强度、硬度明显下降，塑性明显提⾼；密度急剧升⾼。
军品论坛晶粒长⼤阶段：强度、硬度继续下降，塑性继续提⾼；粗化严重时下降。
⼆
回复
1. 回复动⼒学
上图为同⼀变形程度的多晶体铁在不同温度退⽕时，屈服强度的回复动⼒学曲线。
特点：
（1）没有孕育期；
（2）在⼀定温度下，初期的回复速率很⼤，随后即逐渐变慢，直⾄趋近于零；
（3）每⼀温度的恢复程度有⼀极限值，退⽕温度越⾼，这个极限值也越⾼，⽽达到此⼀极限值所需的时间则越短；
（4）预变形量越⼤，起始的回复速率也越快，晶粒尺⼨减⼩也有利于回复过程的加快。
2. 回复机制
（ 1）低温回复：主要与点缺陷的迁移有关，点缺陷运动通过与位错交互作⽤、空位与间隙原⼦重新结合，以及空位聚合、空位、空位⽚塌陷成位错环⽽消失，从⽽使点缺陷密度明显下降，故电阻率
明显下降。
（2）中温回复：主要与位错的滑移有关，同⼀滑移⾯上的异号位错可以相互吸引⽽抵消，位错偶极⼦的两条位错线相抵消。
（3）⾼温回复：刃型位错产⽣攀移。
攀移：
①使滑移⾯上不规则的位错重新分布，垂直排列成墙，降低了位错的弹性畸变能；
②形成沿垂直滑移⾯⽅向排列并具有⼀定取向差的位错墙，产⽣亚晶，即多边化结构。
多边化的产⽣条件：
①塑性变形使晶体点阵发⽣弯曲；
②在滑移⾯上有塞积的同号刃型位错；
③需要加热到较⾼的温度，使位错能产⽣攀移运动。
从回复机制可以理解：
回复过程中电阻率的明显下降主要是由于：过量空位的减少和位错应变能的降低；内应⼒的降低主要是由于晶体内弹性应变的基本消除；硬度及强度下降不多是由于位错密度下降不多，亚晶还较细⼩。
三
再结晶
1. 再结晶过程
冷变形后的⾦属加热到⼀定温度后，在原变形组织中重新产⽣了⽆畸变的新晶粒，⽽性能也发⽣了明显的变化并恢复到变形前的状况，这个过程称为再结晶。
再结晶是⼀种形核和长⼤过程，即通过在变形组织的基体上产⽣新的⽆畸变再结晶晶核，并通过逐渐长⼤形成等轴晶粒，从⽽取代全部变形组织的过程。
（1）形核再结晶晶核是现存于局部⾼能量区域内的，以多边化形成的亚晶为基础形核。
⽆畸变的晶粒取代变形晶粒的过程。
形核有三种机制：
①晶界⼸出形核机制：对变形度较⼩的⾦属，多以这种⽅式形核，如下图，A、B的变形量不同，储存的能量不同，A 低能向B扩散，降低整体的能量。
②亚晶合并机制：在变形程度较⼤且具有⾼层错能的⾦属中，多以这种机制形核。
③亚晶迁移机制：在变形度很⼤的低层错能⾦属中，多以这种机制形核。
（2）长⼤
长⼤：晶核形成之后，借界⾯的移动⽽向周围畸变区域长⼤，直到全部形成⽆畸变的等轴晶粒为⽌，再结晶即告完成。界⾯迁移的推动⼒是⽆畸变的新晶粒与周围畸变的母体之间的应变能差。
2. 再结晶动⼒学
以经冷轧的纯铜为例，特点：再结晶过程有⼀孕育期，且再结晶开始时的速度很慢，随之逐渐加快，⾄再结晶的体积分数约为50％时速度达到最⼤，最后⼜逐渐变慢，这与回复动⼒学有明显的区别。胃肠机
3. 再结晶温度及其影响因素
再结晶温度：冷变形⾦属开始进⾏再结晶的最低温度称为再结晶温度。
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对纯⾦属：
T 再＝0.4T 熔（K）
玩具兵大战3K＝T（℃）＋ 273
如Fe：
T 熔＝1538℃
T 再＝0.4(1538＋273)－273＝451.4℃
⼀般再结晶退⽕温度⽐T再要⾼出100～200℃，⽬的：消除加⼯硬化现象。
影响再结晶温度的因素有：
01
变形程度
随冷变形程度增加，储能增多，再结晶的驱动⼒增⼤，再结晶容易发⽣，再结晶温度低。当变形量达到⼀定程度，T 再趋于⼀定值。
02
原始晶粒尺⼨
原始晶粒越细⼩，晶界越多，有利于形核；另外，晶粒越细⼩，变形抗⼒越⼤，变形储能⾼，再结晶驱动⼒越⼤，容易发⽣再结晶，使T 再降低。
03
微量溶质原⼦
微量溶质原⼦可显著提⾼T 再，原因是溶质原⼦与位错和晶界间存在着交互作⽤，使溶质原⼦在位错及晶界处偏聚，对位错的滑移与攀移和晶界的迁移起阻碍作⽤，不利于再结晶的形核和长⼤，阻碍再结晶过程，因⽽使T 再提⾼。。
04
第⼆相粒⼦
既可提⾼T 再，也可降低T 再。当第⼆相粒⼦尺⼨和间距都较⼤时，变形中阻碍位错运动，提⾼变形
储能，提⾼再结晶驱动⼒，易发⽣再结晶，使T 再降低；当第⼆相粒⼦尺⼨和间距都很⼩时，阻碍位错重排构成亚晶界，阻碍晶界迁移，阻碍了再结晶，使T 再提⾼。
05
再结晶退⽕⼯艺参数
加热速度过慢或极快，均使T 再升⾼（过慢有⾜够的时间回复，点阵畸变度降低，储能减⼩，使再结晶驱动⼒减⼩，T 再升⾼；极快因各温度下停留时间过短⽽来不及形核与长⼤，使T 再升⾼）。保温时间越长，T 再越低。
4. 再结晶后的晶粒⼤⼩
4. 再结晶后的晶粒⼤⼩
再结晶后的晶粒⼤⼩d，取决于形核率N和长⼤速率G，它们之间有下列关系：
C为系数。可见：N↑，G↓，d↓。即凡影响N、G的因素，均影响再结晶后的晶粒⼤⼩。
影响再结晶后晶粒⼤⼩的因素：
01
变形度
①当变形程度很⼩时，晶粒⼤⼩没有变化，因为变形量过⼩，造成的储存能不⾜以驱动再结晶。
②当变形量达到⼀定值时，再结晶后的晶粒特别粗⼤，把这个变形量称为“临界变形量”，⼀般⾦属的临界变形量为2～10％。因为⾦属在临界变形量下，只部分晶粒破碎，⼤部分晶粒未破碎，此时，晶粒不均匀程度很⼤，最易⼤晶粒吞并⼩晶粒，故晶粒很容易粗化。
③当变形量⼤于临界变形量之后，再结晶后晶粒细化，且变形量越⼤，晶粒越细化。因为变形量越⼤，驱动形核和长⼤的储存能不断增加⼤，且形核率增⼤较快，使G/N变⼩，因此细化。
02
退⽕温度
提⾼退⽕温度，使再结晶速度加快，晶粒长⼤。
03
原始晶粒
越⼩，越均匀，则变形后晶粒破碎程度越均匀，再结晶后的晶粒越细。
04
合⾦元素和不熔杂质
越多，会阻碍再结晶晶粒长⼤，则再结晶晶粒越细⼩。
05
加热速度
越快，再结晶温度越⾼，推迟再结晶形核和长⼤过程，所以再结晶晶粒细⼩。
四
晶粒长⼤
再结晶后，再继续保温或升温，会使晶粒进⼀步长⼤。微孔增氧
1.正常晶粒长⼤：表现为⼤多数晶粒⼏乎同时逐渐均匀长⼤。是靠晶界迁移，相互吞⾷⽽进⾏的，它使界⾯能减⼩，
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