在常规加工技术中，能发生塑性变形的无机材料主要是金属。陶瓷等无机非金属材料中的位错在低温下较难移动而很少发生塑性变形，故欲对其做像金属那样的冷加工是不现实的。但有些无机非金属材料在高温下可以发生塑性变形，如CaF2、Al2O3等。因此，尽管接下来我们以金属为例说明回复和再结晶现象，但其中涉及的基本理论对能发生塑性变形的无机非金属材料仍是适用的。

金属经塑性变形，尤其是冷变形后会产生大量的位错等缺陷。位错与各缺陷的作用使位错很难运动，进而导致材料强度和硬度的增大、塑性降低，这称为加工硬化。除了产生诸多缺陷外，金属材料在塑性变形过程中，每个晶粒内部还出现滑移带或孪晶带。随着变形程度的增加，原来的等轴晶粒逐渐沿变形方向拉长，这导致各晶粒在空间取向上有一定程度的规律性，即择优取向。若塑性变形很大，晶粒还可呈现纤维状条纹。图10.16为低碳钢经冷变形后的晶粒取向。但过大的变形会导致晶粒破碎。

金属材料在塑性变形（尤其是冷变形）后，外力对其所做的一部分功以畸变能的形式储存在变形材料内部（如图10.16中的变形晶粒内）。这部分储存起来的畸变能（也叫储存能）主要表现为残余应力和点阵畸变。残余应力有两种形式。一是宏观残余应力，它是因材料各部分的不均匀宏观变形引起的，比如工件在弯曲时，其外围受拉，内部受压；将金属从模具里拉拔出来时，金属与模壁的摩擦力和外力使工件表面受拉，而工件心部受压。这类残余应力对应的畸变能仅占总储存能的0.1%左右。二是微观残余应力，它是因晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀产生的。除了残余应力外，大部分储存能是以点阵畸变的形式存在于变形材料中。总之，以残余应力和点阵畸变为表现形式的储存能使材料处于热力学不稳定状态。残余应力对材料的使用有一定的危害。当这些残余应力超过材料的强度极限时，材料会开裂，也会被加速腐蚀。因此，要采取措施消除或减弱这些残余应力、提高材料的塑性、使工件能进一步变形，这种措施就是退火（anneal）。(www.daowen.com)

图10.16　低碳钢经冷变形后形成的晶粒形貌（引自Askeland，2005）

退火是金属材料常用的一种热处理工艺。退火有多种形式，为消除残余应力的退火称为去应力退火（stress relief anneal）。材料在去应力退火过程中被连续加热到适当温度，并保温一段时间，随后缓冷而获得使材料硬度下降、延展性增加的组织。去应力退火常用于减弱或消除金属材料在冷变形、铸造和焊接等过程中产生的残余应力。此外，去应力退火也用于消除玻璃制品中的应力。材料的去应力退火过程可分为三个阶段：回复、再结晶和晶粒生长。