Наклепанный металл стремится самопроизвольно перейти в более равновесное состояние (с меньшим уровнем свободной энергии). Происходит это в результате диффузии атомов в металле. Решающее влияние на скорость диффузионных процессов оказывает температура. С ее повышением в деформированном металле идут процессы возврата и рекристаллизации. В ходе первого процесса снимается часть внутренних остаточных напряжений, устраняются искажения кристаллической решетки, уменьшается количество вакансий, дислокаций и других дефектов. Но никаких видимых изменений в микроструктуре металла при этом не наблюдается.
При рекристаллизации существенно меняется структура и свойства металла (рис.3.27).
В ходе первичной рекристаллизации (при Т = 0,4Тпл, К) происходит образование новых равноосных зерен, исчезает волокнистая структура металла. При этом растет пластичность (d), а прочностные свойства снижаются. При более высоких температурах (выше t1) происходит увеличение размеров зерен за счет объединения более мелких. Этот процесс называют собирательной рекристаллизацией.
Размер зерен металла оказывает большое влияние на его свойства. Для получения высокой прочности и вязкости следует получать мелкозернистую структуру. Для повышения магнитных свойств трансформаторной стали, наоборот, нужно крупное зерно. Размер зерен металла зависит как от условий деформации (степени, температуры), так и от условий рекристаллизации (температуры, продолжительности). При холодной деформации - при температурах ниже порога рекристаллизации (Т < 0,4Тпл) - процесс идет с образованием волокнистой структуры металла и наклепа.
При малых степенях деформации рекристаллизации в ходе нагревания не происходит. При степенях деформации 3-15% размер зерен после отжига резко возрастает и может во много раз превысить размер исходного зерна (рис. 3.28). При более высоких степенях деформации зерна становятся более мелкими. Повышение температуры и времени отжига всегда увеличивает размер зерен.
Рис. 3.28. Влияние степени деформации и