Recristal·lització i recuperació de la ductilitat: mecanismes i factors clau
Pèrdua de duresa i recuperació de la ductilitat
(3) El comportament determinant en aquesta etapa és l'"energia d'defectes d'apilament" (estructura ABAB).
(4) Si tenen alta energia d'defectes d'apilament, significa que en un mateix fallo hi ha més energia disponible. Aquesta energia es pot emprar per moure dislocacions a un lloc on no molesten (fenomen anomenat poligonització).
(5) Si tenen baixa energia d'defectes d'apilament, no tenen aquesta possibilitat i no s'ablanenen tant.
Poligonització
Poligonitzar és moure dislocacions a on no estorben. S'aconsegueix mitjançant l'ascens de dislocacions, que permet que les dislocacions avancin "cara amunt" en lloc de cara a costat, i quan arriben al límit de gra desapareixen. Les dislocacions que queden s'alineen verticalment de manera que la distorsió en la xarxa és menor.
Mecanismes d'avanç de dislocacions
Les dislocacions llisquen com una eruga si se sotmet el material a un esforç tallant. Però l'ascens succeeix quan hi ha un esforç normal paral·lel a la dislocació. La dislocació va perdent àtoms (que ocupen vacants en la xarxa) o guanyant-los (deixen vacants en la xarxa). Això ocorre per activació tèrmica.
(B) Recristal·lització primària
Es formen nous cristalls sobre el sòlid amb acritud. Finalment es reemplaça l'estructura deformada per una estructura renovada i lliure de defectes, de grans equiaxials. La recristal·lització comença als límits de gra. Aquesta temperatura de recristal·lització està sobre 0,7·Tfusió, i depèn de:
- Grau d'acritud: com més acritud, més energia disponible i més cristalls es formaran.
- Temps de recuit: com més petits siguin els grans, més superfície de límit de gra hi haurà i millor recristal·litzarà.
- Impureses: dificulten la recristal·lització.
Si reemplacem l'estructura, és un procés irreversible i eliminem l'acritud. També es pot usar per afinar el gra.
La recristal·lització neix en zones d'alta energia i gran desordre (límits de gra, maclas…) i aprofita l'energia d'acritud: com més acritud, més nuclis es formen. Els precipitats grans desordenen i afavoreixen la nucleació; els petits en dificulten la formació.
Els nuclis, després de néixer, creixen a costa dels seus veïns. Això ocorre perquè àtoms d'un gra es difonen a un altre, i poc a poc alguns grans desapareixen i altres s'engreixen. La clau és minimitzar l'energia del sistema, cosa que fa que el material tendeixi a minimitzar els límits de gra.
(C) Lleis de la recristal·lització
(1) Per recristal·litzar és necessària una certa acritud mínima.