Artur Rembowski

Zmiany mikrostruktury 

zachodzące podczas 

odkształcenia i wyżarzania



Przemiany podczas wyżarzania po 

odkształceniu



Procesy zdrowienia



Rekrystalizacja



Zarodkowanie



Temperatura rekrystalizacji i odkształcenie 

krytyczne



Wzrost ziarn i rekrystalizacja wtórna

Spis treści:



Technologie wytwarzania większości wyrobów 

obejmują przeróbkę plastyczna na zimno lub 
na gorąco. Umowna temp. odgraniczająca te 
dwa rodzaje odkształcenia nazywa się temp. 
rekrystalizacji  wynosi około 0,4 temp. 
topnienia. W wyniku odkształcenia na zimno 
materiał ulega umocnieniu. Wytworzona 
mikrostruktura jest silnie zdefektowana, a 
stan ten jest określony mianem stanu 
równowagi nietrwałej

Przemiany podczas wyżarzania po 
odkształceniu

    Aby umożliwić dalszą przeróbkę plastyczna, 

konieczne jest przeprowadzenie wyżarzania 
rekrystalizującego. W czasie rekrystalizacji 
dochodzi do odbudowy struktury poprzez 
tworzenie się nowych nieodkształconych ziarn. 
Podczas wyżarzania materiału odkształconego 
zmiany struktury, zachodzą zwykle w trzech 
etapach:



Zdrowienia



Rekrystalizacji



Rozrostu ziarn

    Zdrowienie jest etapem przemian 

zachodzących podczas nagrzewania lub 
wygrzania materiału odkształconego 
plastycznie w zakresie temp. poniżej temp. 
rekrystalizacji

Procesy zdrowienia

  W pierwszej kolejności w strukturze następuje 

istotne zmniejszenie koncentracji defektów 
punktowych (wakancji i atomów w pozycjach 
międzywęzłowych) poprzez ich dyfuzje i 
anihilacje. Początkowo powstaje komórkowa 
struktura dyslokacyjna o malejącej z upływem 
czasu wygrzewania gęstości dyslokacji w 
splotach wewnątrz komórek, która następnie 
przekształca się w strukturę podziarn z 
dyslokacyjnymi granicami małego kata.

    Spadek koncentracji defektów punktowych, 

zmniejszenie gęstości i pewne 
uporządkowanie dyslokacji, powodują 
odnowienie się takich własności fizycznych, 
jak



przewodność elektryczna



Przenikalność



Podatność magnetyczna

Rekrystalizacja:
    jest to proces zachodzący w metalach 

podczas wyżarzania rekrystalizującego, 
którego efektem jest odbudowa struktury 
krystalicznej metalu po zgniocie i 
przywrócenie mu pierwotnych właściwości 
fizycznych i mechanicznych.

Etapy rekrystalizacji:



zdrowienie i poligonizacja



rozrost ziarn

Rekrystalizacja

   
 
    Zarodkowanie polega na tworzeniu się 

małych obszarów o niemal doskonałej 
strukturze krystalicznej, zdolnych do ciągłego 
wzrostu kosztem odkształconej osnowy.

Zarodkowanie

    Mechanizmy tworzenia zarodków zależą od:



Struktura materiału po odkształceniu



Wielkość energii zmagazynowanej



Temperatura wyżarzania rekrystalizującego

    Do podstawowych mechanizmów zarodkowania 

zaliczamy:



Zarodkowanie poprzez migracje granic ziarn 
pierwotnych



Zarodkowanie na drodze wzrostu podziarn 
poprzez ich koalescencję lub migrację granic 
podziarn.

    Proces rekrystalizacji zachodzi przy temp. 

wyższych niż zdrowienie tzw. temperatury 
rekrystalizacji. Temperatura rekrystalizacji jest 
pojęciem umownym i nie może być jednoznacznie 
określona, gdyż zależy od wielu czynników takich 
jak: temp. topnienia, czystość metalu, skład 
metalu itp.  Relacja pomiędzy temperaturami 
topnienia i rekrystalizacji dla metali o czystości 
technicznej jest wyrażona wzorem: 

 T

r 

= 0,4T

t 

[K]

Temperatura rekrystalizacji i 
odkształcenie krytyczne

    
    Szybkość rekrystalizacji uzależniona jest od 

dwóch niezależnych procesów:



Szybkości tworzenia zarodków



Szybkości ich wzrostu

    Jeżeli szybkość tworzenia zarodków jest duża, 

a ich wzrost powolny to powstaje drobne 
ziarno i na odwrót.



Wzrost ziarn jest procesem strukturalnym, 

który zachodzi podczas wyżarzania materiału 
rekrystalizacji pierwotnej tj. od momentu 
wyczerpania zdefektowanej osnowy i 
zetknięcia się zrekrystalizowanych ziarn.

Wzrost ziarn i rekrystalizacja wtórna

    Siłą pędną rozrostu ziarn jest dążenie do obniżenia 

energii powierzchniowej granic ziarn poprzez wzrost 
przeciętnej wielkości nowo utworzonych ziarn w 
miarę upływu czasu.

Wyróżnia się dwa rodzaje tego procesu:



Normalny rozrost ziarn, który polega na ciągłym 
wzroście ziarn w taki sposób, że ich wielkość rośnie 
jednakowo w całej objętości materiału; kształt ziarn 
oraz rozkład ich wielkości zostają zachowane, lecz 
krzywa rozkładu przesuwa się w kierunku większych 
wielkości ziarna.



Anomalny (nieciągły) rozrost ziarn, zwany również 
rekrystalizacją wtórną, polega na wzroście niewielkiej 
liczby dużych ziarn kosztem ziarn powstałych, 
których wielkość prawie nie ulega zmianie.

   
   Normalny rozrost ziarn w metalach i stopach 

jednofazowych jest wynikiem dążenia układu 
do wystąpienia równowagi napięć 
powierzchniowych granic ziarn na 
krawędziach i w narożach ziarn. Ma to miejsce 
wtedy, kiedy kąt pomiędzy granicami trzech 
stykających się ziarn wynosi 120 stopni.



www.wikipedia .pl



„Materiałoznawstwo” J. Pacyna



Blicharski M. : „Inżynieria materiałowa- Stal”.



Blicharski M. : „Wstęp do inżynierii 

materiałowej”

Bibliografia