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金屬經(jīng)過(guò)冷加工塑性變形后，因其內(nèi)部晶界破碎是晶核產(chǎn)生的地點(diǎn)，以靠破碎晶界產(chǎn)生晶核，晶格畸變產(chǎn)生滑移面碎片，在常溫時(shí)變到原來(lái)形狀是產(chǎn)生晶核的地點(diǎn)，所以存在內(nèi)應(yīng)力，因而是不穩(wěn)定的，它有恢復(fù)到原來(lái)穩(wěn)定狀態(tài)的自發(fā)趨向。

但在室溫下，原子的活動(dòng)能力很弱，性能恢復(fù)過(guò)程很難進(jìn)行。將冷變形的金屬進(jìn)行加熱，使原子的活動(dòng)力增強(qiáng)，促使晶核長(zhǎng)大形成晶粒，使其發(fā)生組織與性能的變化，這種變化過(guò)程有如下三個(gè)階段：

1、回復(fù)階段

當(dāng)加熱溫度不高時(shí)（低于最低再結(jié)晶溫度）原子活動(dòng)能力尚低，雖然有微小運(yùn)動(dòng)，但不能引起組織的明顯變化。 

由于原子已能做短距離的運(yùn)動(dòng)，使晶格畸變程度大為減輕，從而使內(nèi)應(yīng)力大大下降。但金屬組織無(wú)明顯變化，所以機(jī)械性能變化不大，這個(gè)階段稱為回復(fù)階段，也稱去內(nèi)應(yīng)力退火。

2、再結(jié)晶

冷變形金屬加熱至較高溫度時(shí)，由于原子活動(dòng)能力增強(qiáng)，形成一些晶格方位與變形晶粒不同，內(nèi)部缺陷較少的等軸（各方向直徑大致相同）小晶粒。

這些小晶粒不斷向周圍的變形組織中擴(kuò)展長(zhǎng)大，直到金屬的冷變形組織全部消失為止，重新變形為等軸結(jié)晶，同時(shí)消減其應(yīng)力，這個(gè)過(guò)程稱為金屬的再結(jié)晶。

冷變形金屬經(jīng)過(guò)再結(jié)晶，將由于冷變形而產(chǎn)生的晶格畸變等缺陷及內(nèi)應(yīng)力完全消除，因而強(qiáng)度、硬度下降，導(dǎo)電率增加，塑性和韌性大大提高，冷加工硬化狀態(tài)完全得以消除。

3、聚集再結(jié)晶

冷變形金屬在剛完成再結(jié)晶過(guò)程時(shí)，一般都能獲得細(xì)小而均勻的新的等軸晶粒。隨著加熱度過(guò)分提高，或者保溫時(shí)間過(guò)分延長(zhǎng)，再結(jié)晶后的晶粒還要互相吞并而長(zhǎng)大，使晶粒變粗，機(jī)械性能也相應(yīng)惡化，這個(gè)過(guò)程稱為聚集再結(jié)晶。

這種粗晶粒金屬的機(jī)械性能也相應(yīng)變壞。所以過(guò)高的加熱溫度或過(guò)長(zhǎng)的保溫時(shí)間均能引起金屬“過(guò)燒”或“過(guò)熱”。導(dǎo)致強(qiáng)度，特別是塑性和沖擊韌性降低，引起脆斷。