تبلور مجدد: تفاوت میان نسخه‌ها

در [[متالورژی]] انجام کار سرد باعث افزایش استحکام و سختی و کاهش [[انعطاف‌پذیری]] یا [[شکل پذیری]] می‌شود. این پدیده در اثر ادامه انجام کار سرد افزایش یافته و در نتیجه انرژی داخلی افزایش می‌یابد. این کار باعث می¬شود که ماده از نظر [[ترمودینامیک|ترمودینامیکی]] ناپایدار باشد. حرارت دادن به چنین ماده‌ای می‌تواند [[ناکاملی بلوری|معایب بلوری]] را از بین برده و ریزساختار و [[خواص فیزیکی مواد|خواص فیزیکی]] و مکانیکی اولیه را بازسازی کند. این پدیده تحت عنوان «بازیابی» و «تبلور مجدد» بررسی می‌شود.<ref>عملیات حرارتی فولادها، گلعذار، ویرایش دوم، انتشارات دانشگاه اصفهان</ref> '''تبلور مجدد''' فرایندی است که در آن دانه‌های تغییر شکل یافته با گروهی جدید از دانه‌های بی نقص جایگزین می‌شوند که شامل دو مرحله جوانه زنی و رشد کردن تا زمانی که دانه اصلی بطوربه‌طور کامل دربرگرفته شود می‌باشند . تبلور مجدد معمولاً با کاهش استحکام و سختی ماده و افزایش شکل‌پذیری آن همراه می‌باشد . بنابراین این فرایند ممکن است معرف یک مرحلهٔ تعمدی از فرایند مدنظر یا به عنوان یک فراورده فرعی ناخواسته توسط مرحله دیگری از فرایند باشد . مهم‌ترین کاربرد صنعتی این فرایند نرم کردن و کنترل اندازه دانه فلزاتی است که به‌طور پیوسته توسط کار سرد سخت شده‌اند و شکل‌پذیری خود را از دست داده‌اند . همچنین پس از عملیات تبلور مجدد [[تنش پسماند|تنش‌های پسماند]] ماده آزاد می‌شود و می‌تواند برای این منظور نیز مورد استفاده قرار بگیرد .

در گذشته فرض می‌شد که نرخ [[هسته‌زایی (شیمی)|هسته‌زایی]] دانه‌های تبلور مجدد با مدل نوسانات حرارتی که بطوربه‌طور موفق برای فرایندهای انجماد و رسوب‌سازی استفاده می‌شد، مشخص می‌شود . در این نظریه فرض بر این است که به عنوان یک نتیجهٔ حرکت طبیعی اتم‌ها ( که با دما افزایش می یابد )، جوانه‌های کوچک بطوربه‌طور خود به خود در ماتریس به وجود می آیند . تشکیل این جوانه‌ها با یک انرژی مورد نیاز برای تشکیل یک میانجی ( مرز ) جدید و یک انرژی آزاد شده در اثر تشکیل حجم جدیدی از ماده با انرژی پایین‌تر همراه است .اگر شعاع جوانه از شعاع بحرانی بزرگتر می‌بود، از نظر ترمودینامیکی پایدار محسوب میشد و می‌توانست شروع به رشد کند . مشکل اساسی این نظریه این است که انرژی ذخیره شده به سبب نابجایی‌ها خیلی کم است (J/m3 0.1-1 ) در حالیکه انرژی مرز دانه کاملاً بالاست (J/m2 0.5) . محاسبات بر اساس این مقادیر مشخص ساخت که نرخ جوانه زنی مشاهده شده بزرگتر از مقدار محاسبه شده به وسیلهٔ فاکتور بزرگ و غیرممکن 1050 بود .

عموماً این‌گونه تصدیق شده‌است که هر مدل مفیدی باید نه تنها برای شرایط اولیهٔ ماده جواب دهد، بلکه همواره برای روابط در حال تغییر بین رشد دانه‌ها، ماتریس تغییر شکل یافته و هر فاز ثانویه یا فاکتورهای میکرو ساختاری دیگر نیز پاسخگو باشد . این مسألهمسئله بیشتر در سیستم‌های دینامیکی که تغییر شکل و تبلور مجدد هم‌زمان انجام می‌شود، پیچیده تر می‌شود . در نتیجه بطوربه‌طور کلی ثابت کردن یک مدل پیش‌بینی دقیق برای فرایندهای صنعتی بدون توسل به آزمون‌های تجربی گوناگون غیرممکن است .

نواحی تغییر شکل در اطراف رسوبات بزرگ غیرقابل تغییر شکل(بالای 1 میکرومتر)، به وسیلهٔ چگالی نابجایی بالا و گرادیان جهت‌گیری کریستالی بزرگ مشخص شده‌اند و مکان‌های ایده‌آلایدئال برای گسترش جوانه‌های تبلور مجدد می‌باشند . این پدیده جوانه زنی متاثر از رسوب (PSN) نامیده می‌شود که یکی از معدود راه‌های کنترل فرایند تبلور مجدد به وسیلهٔ کنترل توزیع رسوبات است.