rekristallisaatio

Rekristallisaatio on metallurginen lämpökäsittelyprosessi, jossa kylmätyöstön seurauksena varastoitunut muokkauksesta energia uudelleenorganisoidaan uudeksi, dislokaatioista vapaaksi kristallirakenteeksi. Uudet rakeet muodostuvat ja kasvavat siten, että vanha epäjärjestynyt rakenne korvautuu säännöllisellä mikrorakenteella. Rekristallisaatio tapahtuu, kun lämpötila on riittävän korkea suhteessa metallin sulamispisteeseen ja kun muokkauksesta on kertynyt energiaa.

Prosessi koostuu kahdesta vaiheesta: nucleation (uudet rakeet) ja kasvusta (growth). Nucleation tapahtuu usein rakeiden rajapinnoilla sekä muokatun alueen dislokaatioiden runsaudessa. Uudet rakeet kasvavat ja vanhat rakeet häviävät, kun varastoitunut energia purkautuu. Rekristallisaatio on voimakkaasti riippuvainen lämpötilasta ja ajasta: suurempi muokkauksen määrä sekä korkeampi lämpötila nopeuttavat prosessia, kun taas liian korkea lämpötila edistää rakeiden kasvua ja voi heikentää haluttua mikrorakennetta.

Vaikutukset ja sovellukset ovat merkittäviä: rekristallisaatio palauttaa muokkauksen jälkeisen duktiliteetin ja muokattavuuden, sekä mahdollistaa kontrolloidun lujuuden ja kovuuden. Mikrorakenteen uusiin rakeisiin liittyy tyypillisesti pienempi karkaisu- tai suurempi kovuus riippuen käsittelystä, joten rekristallisaatiolla voidaan säätää metallin käsiteltävyyttä ja käyttöominaisuuksia. Yleisimmät sovellukset löytyvät terästen, alumiinin ja eräiden seosten valmistuksesta, joissa käytetään annealointia tai täysjähdytystä palauttamaan tai hallitsemaan työvaiheiden jälkeinen rakenne. Tekijöitä, jotka vaikuttavat rekristallisaatioon, ovat deformaation määrä, lämpötilan taso ja kesto, seosaineet sekä epäpuhtaudet sekä hiukkas- tai toisessa vaihepartikkelien läsnäolo, jotka voivat kiihdyttää tai estää prosessia.