عملیات حرارتی تبلور مجدد

تبلور مجدد (recrystallization) عبارت است از عملیاتی که در آن، در اثرحرارت دادن دانه‌های جدید  هم‌ محور و عاری از تنش در فلز کار سرد شده به وجود می‌آید. از اثرات کار سرد می توان به تغییر شکل دانه‌ها در جهت اعمال نیرو و ایجاد تنش‌های داخلی اشاره کرد. همچنین عملیات‌ تبلور مجدد، تغییراتی که در اثر انجام کار سرد در خواص فیزیکی و مکانیکی به وجود آمده، از بین می‌رود و قطعه به حالت قبل از کار سرد برمی‌گردد. در واقع، تبلور مجدد ادامه عملیات حرارتی بازیابی است و در آن دانه‌های بدون از تنش می توانند از دانه‌های فرعی حاصل از عملیات بازیابی به وجود آیند. کلا فرایند تبلور مجدد شامل جوانه‌زنی و رشد بوده که نیروی محرکه برای این عملیات، ناشی از کاهش انرژی آزاد حجمی در اثر کاهش نابجایی هاست.

از آنجایی که عملیات حرارتی تبلور مجدد فولاد ها در ناحیه دوفازی فریت‌ - آستنیت انجام می‌شود، تغییرات ایجاد شده در ساختار همراه با تغییر فاز نخواهد بود. در شرایط کلی میکروساختار فولادهای کم کربن و کربن متوسط قبل از کار سرد شامل سمنتیت کروی و یا عمدتاً فریت با مقدار کمی پرلیت است، که هر دوآنها انعطاف‌پذیری خوبی دارند. فریت موجود در این ساختار عاری از تنش بوده و دارای دانه‌های هم محور است.کار سرد، دانه‌های فریت رابرای انجام کار مکانیکی تغییر شکل داده و معایب بلوری را در آن زیاد می کند. در این حالت انجام عملیات حرارتی تبلور مجدد موجب می‌شود که دانه‌های جدید هم محور و عاری از تنش در زمینه فریت تغییر شکل یافته و رشد کند.  پس میکروساختار اولیه دوباره به وجود می‌آید. اگر حرارت دهی در دمای مناسب و به مدت زمان کافی در این فرایند صورت گیرد، هیچ گونه اثری از انجام کار سرد در ساختار دیده نخواهد شد.

عوامل موثر بر تبلور مجدد

بعد از اینکه تبلور مجدد خاتمه یافت( ساختار تغییر شکل یافته به صورت کامل توسط دانه‌های هم‌محور و عاری از تنش جایگزین شد)، اگر باز هم حرارت دادن قطعه را ادامه دهیم، دانه‌های هم‌ محوری که وجود دارند شروع به درشت شدن می‌کنند. این عملیات به رشد دانه ( grain growth) معروف است و تا زمانی که قطعه در دمای بالا قرار دارد، رشد دانه‌ ها هم ادامه خواهد داشت. در واقع رشد دانه‌ها به این صورت انجام می‌گیرد که با مهاجرت مرز دانه‌ها، دانه‌های ریز به ترتیب به دانه‌های درشت مجاور ملحق می‌شوند. در این شرایط نیروی محرکه یا عامل ترمودینامیکی رشد دانه‌ ها همان انرژی مرز دانه‌هاست؛ بدین صورت که با درشت شدن دانه‌ها، مرز دانه‌ها کم می شود و بنابراین انرژی داخلی فلز نیز کم خواهد شد.