回复(recovery)

将经过剧烈冷变形的金属加热，使其内部积累的过量能量在较长时间的温度作用下逐步释放的过程，即静态回复。过量能量是冷变形时晶体点阵中形成了位错、空穴、间隙原子偏集、层错、孪晶界及亚结构等各种结构缺陷所致。回复阶段中，那些对点缺陷敏感的性能(如电阻率和密度)变化很大；而受位错控制的力学性能，如硬度则几乎无明显的改变，但组织却有明显的调整。

金属冷变形时由于各晶粒取向不同，又受晶间界面的分割，各晶粒间的变形既受阻碍又能相互促进，并且要相互协调以保持整体的完整性，所以往往在变形的初始，就有多个滑移系统参加作用；因为多晶体能够变形为任何形状的条件之一是至少可能在五个独立的滑移系统上进行滑移。变形过程中还会出现晶粒的弯曲与旋转，产生变形带、变形孪晶，剪切带(见变形微观不均匀性)等等。随着变形量和应力的逐步增大，参与滑移的晶粒越来越多，变形更趋复杂且更不均匀；不但各个晶粒的变形情况不同，即使在一个晶粒内，由于周围晶粒的制约和周围晶粒变形的影响，晶内各个区域的变形量可能不同，各区内动作的滑移系统也可能各异。随着变形量的增大，出现了更多的滑移系统与交滑移等现象。一个晶粒内不同区域有不同的滑移系统在动作，使各个区域的旋转方向也各不相同。在不同滑移面上的位错相交，可能形成科特雷尔～洛默尔锁(Cottrell—Lomer  lock)等不动位错，使其后的位错运动受到阻碍而集结。实验发现，当变形量达1％左右时，位错受阻即开始缠结在一起而形成位错缠结现象。位错缠结的分布并不均匀，当变形量达到10％以后，它们逐渐形成有众多位错聚结在一起而组成的“墙”，这些墙称为胞壁。众多胞壁将原来一个晶粒分割成许多小块而形成所谓的胞状组织(图1)。这种高密度(大至是平均位错密度的5倍)位错组成的胞壁(即亚晶界)所包围的小块内部，几乎看不到位错。因为小块是由母晶在保持原貌的基础上形成的，彼此间的位向差也仅有几分或几度，故称为亚晶(又叫亚结构)。亚晶界的重要作用是可以作为位错销毁导致回复的位置。

冷变形金属的回复机制，随回复退火的温度而异：

(1)低温回复 。      在较低温度范围内就开始的回复，表现在因变形而增高的电阻率发生不同程度的下降，但这时不出现力学性能的变化一般认为低温回复主要是由于塑性变形所产生的过量空位消失的结果。

(2)中温回复 。          发生在比较低回复温度稍高一些的温度范围，其主要机制是位错滑移导致位错的重新组合，以及异号位错会聚而相互抵消。如果两个异号位错存在于同一滑移面上，则它们在会聚前必须借热激活而截过其他面上的位错。此过程所需的激活能不大，故在较低温度就能进行如果两个异号位错不在同一滑移面上，它们在会聚抵消前必须发生攀移或交滑移，这就需要更大的激活能，因此，只在较高的温度才能发生。

(3)高温回复 。          高温回复过程的主要机制是多边形化。例如，冷变形中由于同号刃型位错在滑移面上塞积而导致点阵弯曲的晶体(图2a)，在退火过程中，通过刃型位错的攀移和滑移(图3)，使同号刃型位错沿垂直于滑移面的方向排列成小角度亚晶界，这个过程称为多边形化。多边形化后刃型位错的排列情况如图2b所示。多边化的主要过程是，由位错在滑移面上的平行排列和堆积，变为位错沿着与滑移面垂直的方向排列，形成小角度亚晶界的过程。

图4的一组照片是弯曲成一定曲率的硅单晶体在1000～1350℃退火，然后用化学侵蚀法显露其位错露头。由图可见，在退火中逐渐形成的新亚晶界随退火过程的进行而愈益完善，亚晶界两边的位向差逐步增大，并且随着多边形化的进行，金属逐步变软。

上述经弯曲变形单晶体的多边形化过程基本上也适用于加工硬化多晶体金属的高温回复过程，但多晶体金属塑性变形时，滑移通常是在许多互相交截的滑移面上发生，同时变形更不均匀，导致变形后产生由位错缠结构成的胞状组织，因此多晶体金属多边形化后，不但所形成的亚晶粒细小得多，而且许多亚晶界是由二维的位错网络组成的。图5是在室温下经5％塑性变形的多晶体纯铝于200℃经不同时间复退火不同时间后的透射电子显微照相。

可见，在退火前的冷变形状态下(图5a)，位错缠结构成变形胞的边界；经过短时间回复退火后，变形胞内的位错倾向于移向胞壁，同时胞壁处的缠结位错逐渐形成较直、较不混乱的排列(图5b)；回复进一步发展时，原变形胞边界处的缠结位错形成网络，构成了亚晶界(图5c)；回复再进一步发展时，某些位错网络发生分解，并入更稳定的位错网络中(图5d)，从而使亚晶聚合而长大。这种多边形化过程只是冷变形金属加热回复的一种方式，并非所有的冷变形金属回复时一定要发生多边形化。

回复退火主要用作去应力退火，使冷变形的金属材料在基本上保持加工硬化状态的条件下降低其内应力。