不銹鋼管經(jīng)過冷加工后，因其內(nèi)部晶粒破碎，晶格歪扭，并且吸收了一部分變形的能量，使內(nèi)部能量增加；還使不銹鋼管處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)。所以，凡是經(jīng)過塑性變形后的不銹鋼厚壁管，它本身就有恢復(fù)到變形前原來組織狀態(tài)的傾向。在室溫下，由于鋼中的原子擴散能力不足，這種不穩(wěn)定狀態(tài)能維持相當(dāng)時間而不致發(fā)生明顯的變化。但是，若不銹鋼管一旦加熱升溫，原子擴散能力提高，冷加工不銹鋼管便會發(fā)生如下一系列的組織和性能的變化。  

（一）回復(fù)與再結(jié)晶

    1、回復(fù)    當(dāng)加熱溫度不高時，原子的擴散能力尚低，故不能引起不銹鋼厚壁管顯微組織的變化，但晶格的轉(zhuǎn)變大大減小，從而使內(nèi)應(yīng)力明顯下降。同時，不銹鋼管的某些理化及機械性能有一定程度的恢復(fù)，如強度、硬度略有下降，塑性略有升高，而比電阻及腐蝕現(xiàn)象則顯著減低。在工業(yè)上厚壁管廠家常常利用這種回復(fù)現(xiàn)象將冷加工不銹鋼管在低溫加熱進行所謂的“消除應(yīng)力退火”處理。

    2、再結(jié)晶    冷壓力加工不銹鋼管當(dāng)加熱溫度繼續(xù)升高時，由于原子活動能力的增大，不銹鋼管的顯微組織便發(fā)生明顯的變化，由破碎的、拉長或壓扁的晶粒變?yōu)榫鶆蚣毿〉牡容S晶粒。這一變化過程也是一個生核及成長的過程。冷壓力加工不銹鋼管在加熱過程中出現(xiàn)生核及成長重新改組為新晶粒的過程稱為“再結(jié)晶”。但應(yīng)注意，它在生核及成長的過程中，并無晶格類型的變化。

    經(jīng)再結(jié)晶后，不銹鋼管的強度、硬度顯著下降，而塑性顯著升高，所有機械及物理性能都全部地恢復(fù)到它變形以前的數(shù)值。

    由于不銹鋼厚壁管再結(jié)晶過程可以完全消除加工硬化的組織，使不銹鋼管恢復(fù)到變形以前的狀態(tài)，故在工業(yè)上為了消除加工硬化現(xiàn)象，降低硬度，提高不銹鋼管的塑性，使加工繼續(xù)進行，廣泛地應(yīng)用所謂“再結(jié)晶退火”（即中間退火）。

如果在再結(jié)晶退火時加熱溫度過高或加熱時間過長，則不銹鋼管在再結(jié)晶后的晶粒便會繼續(xù)長大。這時，不僅不銹鋼管的強度下降，而且塑性和韌性也降低，這是應(yīng)該避免的。

（二）影響再結(jié)晶晶粒度的因素  

 不銹鋼管再結(jié)晶退火后的性能與其晶粒度有關(guān)。因為晶粒的大小，不僅影響其強度和塑性，而且還明顯地影響著不銹鋼管的沖擊韌性。實踐證明，晶粒愈細，沖擊韌性愈好。那么，影響再結(jié)晶晶粒度的主要因素有那些呢？

    首先，是退火溫度及時間的影響。加熱溫度愈高，加熱時間愈長，則晶粒愈大，其中影響最強烈的是加熱溫度。對于工業(yè)用不銹鋼管，開始再結(jié)晶溫度T再結(jié)晶主要與不銹鋼管的熔點有關(guān)。其大致關(guān)系如下：

    T再結(jié)晶=(0.35～0.40)T熔化式中T是絕對溫度。

    對于工業(yè)上冷加工后的不銹鋼管及合金，為了消除加工硬化現(xiàn)象，退火溫度選擇一般比開始再結(jié)晶溫度要高100～200℃以上。例如，純鐵的熔點為1534℃，其開始再結(jié)晶溫度約為450℃，不銹鋼厚壁管的再結(jié)晶溫度稍低于450℃，故生產(chǎn)上用的鋼的再結(jié)晶退火溫度為600～700℃。

    其次，是不銹鋼管在退火前的變形度的影響。由圖可知，當(dāng)變形度很小時，由于不銹鋼管不發(fā)生再結(jié)晶，因而晶粒大小沒有什么變化。但是，當(dāng)變形度稍增時，再結(jié)晶退火后其晶粒度發(fā)生急劇長大，這一出現(xiàn)最大晶粒度的變形程度叫做“臨界變形程度”。對一般不銹鋼管及合金來說，臨界變形度大約在2～10%。在臨界變形度時，因變形很不均勻，再結(jié)晶退火的生核數(shù)目較少，再結(jié)晶后得到了分布極不均勻的晶粒，于是便引起了隨后晶粒的急劇長大。當(dāng)超過臨界變形度后，隨著變形度的增大，引起不銹鋼管組織的強烈破碎，產(chǎn)生大量均勻分布的晶核，因而再結(jié)晶后便獲得了細晶粒。

    由此可見，為了得到優(yōu)良的組織及性能，在制訂不銹鋼管壓力加工工藝時，必須避免在臨界變形度左右進行加工。如工業(yè)上在冷輾壓不銹鋼管時，一般都采取30～60%的變形度，而很少采用10%以下的變形度。

    此外，不銹鋼管中的雜質(zhì)和合金元素，以及變形前的原始晶粒度等，都會影響其再結(jié)晶后的晶粒度。

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