Рассмотрение процесса рекристаллизации обусловлено тем, что во многих работах, посвященных изучению свойств окатышей, понятия рекристаллизации и упрочнения тесно связаны. Поэтому необходимо уточнить, что же такое рекристаллизация и какова ее роль в процессе спекания.

В металлургии под термином «рекристаллизация» понимают процесс повторной кристаллизации, происходящий в твердом теле и сводящийся к процессу изменения размеров зерен и их числа. Рекристаллизация - процесс самопроизвольный и необратимый. Различают три типа рекристаллизации.

Первым типом является рекристаллизация обработки (или истинная, или
первичная рекристаллизация). Обязательным условием для ее протекания является предварительная пластическая деформация. Движущей силой этого процесса является повышенная свободная энергия среды благодаря ее пластической деформации. Рекристаллизация обработки заключается в зарождении и росте новых зерен за счет старых деформированных. Новые зерна получаются равноосными, с нормальной решеткой, в которой нет дефектов, возникающих при деформации. Возможно как уменьшение, так и увеличение размера зерен в сравнении с исходным состоянием (в зависимости от соотношения числа центров кристаллизации, линейной скорости их роста, степени деформации и т. д.). Согласно данным А. А. Бочвара

^=(0.3 + 0.4)Г.

где Т- абсолютные температуры рекристаллизации и плавления.

Окатыши редко подвергаются пластической деформации. В связи с этим первичная рекристаллизация в них обычно не наблюдается.

Вторым типом рекристаллизации, имеющим место при обжиге окатышей, является собирательная рекристаллизация (называемая иногда ростом зерен, или вторичной рекристаллизацией), которая сводится к увеличению размеров зерен. Для нее необязательна предварительная пластическая деформация. В любом тонкозернистом агрегате кристаллов при нагреве до определенных температур существует тенденция к увеличению среднего размера зерен. Наиболее распространенным является мнение, что движущей силой роста зерен является стремление к уменьшению поверхностной свободной энергии. Она уменьшается на величину

(6.9)

где а- поверхностное натяжение;

V - атомный объем;

Г1 И Г2 - радиусы кривизны соседних зерен.

Считают, что собирательная рекристаллизация происходит не путем зарождения и роста зародышей, а путем перемещения границы зерен.

При наличии посторонних включений энергия, необходимая для движения межзеренных границ, увеличивается, в связи с чем рост зерен затрудняется. В процессе производства окатышей влияние включений на рост зерен всегда имеет место благодаря наличию пор. При этом рост зерен может
задерживаться вплоть до того момента, пока пористость не уменьшится до некоторой величины, г. е. пока рост зерен не станет энергетически выгодным.

Для окатышей на ранних стадиях спекания, то есть в реальных условиях обжига, рост зерен до размеров больших, чем размеры частиц, маловероятен.

Третий тип рекристаллизации — аномальная рекристаллизация является частным случаем собирательной рекристаллизации и заключается в преимущественном росте отдельных зерен. Аномальная рекристаллизация часто наблюдается в керамических материалах на основе оксидов, титанатов, ферритов, в которых рост зерен в процессе спекания сдерживается присутствием небольших количеств второй фазы.