การตกผลึกใหม่แบบไดนามิก (DRX) เป็นกระบวนการ ตกผลึกใหม่ชนิดหนึ่งซึ่งพบได้ในสาขาโลหะวิทยาและธรณีวิทยา ในการตกผลึกใหม่แบบไดนามิก ซึ่งแตกต่างจากการตกผลึกใหม่แบบคงที่ การก่อตัวและการเติบโตของเกรนใหม่เกิดขึ้นระหว่างการเสียรูป แทนที่จะเกิดขึ้นภายหลังโดยเป็นส่วนหนึ่งของการอบชุบความร้อนแยกต่างหาก การลดขนาดของเกรนจะเพิ่มความเสี่ยงของการเลื่อนของขอบเกรนที่อุณหภูมิสูง ในขณะเดียวกันก็ลดการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชันภายในวัสดุ เกรนใหม่มีความเครียดน้อยลง ทำให้ความแข็งของวัสดุลดลง การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกช่วยให้เกิดขนาดและทิศทางของเกรนใหม่ ซึ่งสามารถป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกได้ แทนที่จะให้ความเครียดทำให้วัสดุแตกหัก ความเครียดสามารถเริ่มต้นการเติบโตของเกรนใหม่ โดยการบริโภคอะตอมจากเกรนที่มีอยู่ก่อนหน้าที่อยู่ใกล้เคียง หลังจากการตกผลึกใหม่แบบไดนามิก ความยืดหยุ่นของวัสดุจะเพิ่มขึ้น^{[ 1 ]}

ในกราฟความเค้น-ความเครียดการเริ่มต้นของการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกสามารถสังเกตได้จากจุดสูงสุดที่ชัดเจนในความเค้นไหลใน ข้อมูล การทำงานที่ อุณหภูมิสูง เนื่องมาจากผลของการอ่อนตัวจากการตกผลึกใหม่ อย่างไรก็ตาม วัสดุบางชนิดอาจไม่แสดงจุดสูงสุดที่ชัดเจนเมื่อทดสอบภายใต้สภาวะการทำงานที่อุณหภูมิสูง การเริ่มต้นของการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกยังสามารถตรวจจับได้จากจุดเปลี่ยนในกราฟอัตราการแข็งตัวของความเครียดเทียบกับความเค้น มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าเทคนิคนี้สามารถใช้เพื่อยืนยันการเกิดของการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกได้ เมื่อไม่สามารถระบุได้อย่างชัดเจนจากรูปร่างของกราฟความเค้นไหล

หากเกิดการแกว่งตัวของความเค้นก่อนที่จะถึงสภาวะสมดุล แสดงว่ามีการเกิดวัฏจักรการตกผลึกใหม่และการเติบโตของเกรน หลายรอบ และพฤติกรรมความเค้นนั้นจะเรียกว่าเป็นแบบวัฏจักรหรือแบบหลายยอด พฤติกรรมความเค้นเฉพาะก่อนถึงสภาวะสมดุลนั้นขึ้นอยู่กับขนาดเกรน เริ่มต้น อุณหภูมิ และอัตราความเครียด

DRX สามารถเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบ รวมถึง:

• การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกเชิงเรขาคณิต
• การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกที่ไม่ต่อเนื่อง
• การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกอย่างต่อเนื่อง

การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกขึ้นอยู่กับอัตราการสร้างและการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชัน นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับอัตราการฟื้นตัว (อัตราที่ดิสโลเคชันถูกทำลาย) ปฏิสัมพันธ์ระหว่างการแข็งตัวจากการทำงานและการฟื้นตัวแบบไดนามิกเป็นตัวกำหนดโครงสร้างของเกรน นอกจากนี้ยังกำหนดความไวของเกรนต่อการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกประเภทต่างๆ^{[ 1 ]}ไม่ว่ากลไกจะเป็นอย่างไร เพื่อให้เกิดการตกผลึกแบบไดนามิก วัสดุจะต้องประสบกับการเสียรูปที่สำคัญ ขนาดเกรนสุดท้ายจะเพิ่มขึ้นตามความเค้นที่เพิ่มขึ้น เพื่อให้ได้โครงสร้างที่มีเกรนละเอียดมาก ความเค้นจะต้องสูง^{[ 2 ]}

นักเขียนบางท่านใช้คำว่า 'โพสต์ไดนามิก' หรือ 'เมตาไดนามิก' เพื่ออธิบายการตกผลึกใหม่ที่เกิดขึ้นระหว่างช่วงการเย็นตัวของกระบวนการขึ้นรูปด้วยความร้อน หรือระหว่างการขึ้นรูปแต่ละครั้ง ซึ่งเน้นย้ำว่าการตกผลึกใหม่นั้นเชื่อมโยงโดยตรงกับกระบวนการดังกล่าว ในขณะเดียวกันก็ยอมรับว่าไม่มีการเสียรูปเกิดขึ้นพร้อมกัน

การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกเชิงเรขาคณิตเกิดขึ้นในเกรนที่มีรอยหยักเฉพาะที่ เมื่อเกิดการเสียรูป เกรนที่เกิด GDRX จะยืดออกจนกระทั่งความหนาของเกรนลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ (ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์นี้ ขอบเขตของรอยหยักจะตัดกันและเกรนขนาดเล็กจะแยกตัวออกเป็นเกรนทรงกลม) ^{[ 1 ]}รอยหยักอาจเกิดขึ้นก่อนที่ความเค้นจะกระทำต่อวัสดุ หรืออาจเป็นผลมาจากการเสียรูปของวัสดุ^{[ 3 ]}

การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกเชิงเรขาคณิตมีลักษณะสำคัญ 6 ประการ: ^{[ 3 ]}

• โดยทั่วไปมักเกิดขึ้นจากการเสียรูปที่อุณหภูมิสูง ในวัสดุที่มีพลังงานความผิดพลาดในการเรียงตัว สูง
• ความเครียดเพิ่มขึ้นแล้วลดลงจนเข้าสู่สภาวะคงที่
• การก่อตัวของผลึกย่อยต้องอาศัยการเสียรูปที่สำคัญ
• ความคลาดเคลื่อนของการวางแนวของอนุภาคย่อยสูงสุดอยู่ที่ 2˚
• มีการเปลี่ยนแปลงของเนื้อสัมผัสเพียงเล็กน้อย
• การตรึงขอบเกรนทำให้ความเครียดที่ต้องการเพิ่มขึ้น

แม้ว่า GDRX จะได้รับผลกระทบหลักจากขนาดเกรนเริ่มต้นและความเครียด (ขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิต) แต่ปัจจัยอื่นๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการขึ้นรูปด้วยความร้อนทำให้การพัฒนาแบบจำลองการทำนายมีความซับซ้อน (ซึ่งมักจะทำให้กระบวนการง่ายเกินไป) และอาจนำไปสู่การตกผลึกใหม่ที่ไม่สมบูรณ์^{[ 3 ]}  การก่อตัวของเกรนแบบสมมาตรไม่ได้เกิดขึ้นทันทีและสม่ำเสมอไปตลอดทั้งเกรนเมื่อถึงระดับความเค้นวิกฤติ เนื่องจากแต่ละบริเวณได้รับความเครียด/ความเค้นที่แตกต่างกัน ในทางปฏิบัติ ขอบรูปคลื่นไซน์โดยทั่วไป (ตามที่ Martorano et al. ทำนายไว้) จะค่อยๆ ก่อตัวขึ้นเมื่อเกรนเริ่มบีบตัวออกเมื่อแต่ละเกรนถึงระดับวิกฤติ^{[ 4 ]}   แบบจำลองที่ซับซ้อนกว่าจะพิจารณารูปทรงเรขาคณิตของเกรนเริ่มต้นที่ซับซ้อน^{[ 5 ]}แรงดันเฉพาะที่ตามขอบเกรน และอุณหภูมิการขึ้นรูปด้วยความร้อน^{[ 4 ]}แต่แบบจำลองเหล่านี้ไม่สามารถทำนายได้อย่างแม่นยำตลอดช่วงความเค้นทั้งหมดและการวิวัฒนาการของโครงสร้างจุลภาคโดยรวม นอกจากนี้ ขอบเกรนอาจเคลื่อนที่ระหว่าง GDRX ที่อุณหภูมิสูงและความโค้งของขอบเกรน โดยลากไปตามขอบเกรนย่อยและส่งผลให้เกรนเดิมเติบโตโดยไม่พึงประสงค์ เกรนใหม่ที่ใหญ่กว่านี้จะต้องการการเสียรูปมากขึ้นเพื่อให้ GDRX เกิดขึ้น และบริเวณนั้นจะอ่อนแอลงแทนที่จะแข็งแรงขึ้น^{[ 6 ]}   สุดท้าย การตกผลึกใหม่สามารถเร่งได้เมื่อเกรนถูกเลื่อนและยืดออก ทำให้ขอบเกรนย่อยกลายเป็นขอบเกรน (มุมเพิ่มขึ้น) เกรนที่ได้รับผลกระทบจะบางและยาวขึ้น จึงเกิดการเสียรูปได้ง่ายขึ้น^{[ 7 ]}

การตกผลึกใหม่แบบไม่ต่อเนื่องเป็นแบบไม่สม่ำเสมอ มีขั้นตอนการเกิดนิวเคลียสและการเติบโตที่แตกต่างกัน เป็นเรื่องปกติในวัสดุที่มีพลังงานความผิดพลาดในการเรียงซ้อน ต่ำ จากนั้นจะเกิดนิวเคลียสขึ้น ทำให้เกิดเกรนใหม่ที่ปราศจากความเครียดซึ่งดูดซับเกรนที่มีความเครียดที่มีอยู่ก่อนแล้ว เกิดขึ้นได้ง่ายกว่าที่ขอบเกรน ทำให้ขนาดเกรนลดลงและด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มจำนวนจุดเกิดนิวเคลียส ซึ่งจะเพิ่มอัตราการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกที่ไม่ต่อเนื่องให้สูงขึ้น^{[ 3 ]}

การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกที่ไม่ต่อเนื่องมีลักษณะสำคัญ 5 ประการ: ^{[ 3 ]}

• การตกผลึกใหม่จะไม่เกิดขึ้นจนกว่าจะถึงระดับความเครียดวิกฤติ
• กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดอาจมีจุดสูงสุดหลายจุด – ไม่มีสมการสากลที่ใช้ได้กับทุกกรณี
• โดยทั่วไป การเกิดนิวเคลียสจะเกิดขึ้นตามขอบเกรนที่มีอยู่ก่อนแล้ว
• อัตราการตกผลึกใหม่จะเพิ่มขึ้นเมื่อขนาดเกรนเริ่มต้นลดลง
• ขนาดของผลึกจะคงที่ ซึ่งจะเข้าใกล้ค่านี้เมื่อกระบวนการตกผลึกใหม่ดำเนินไป

การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกที่ไม่ต่อเนื่องเกิดจากการทำงานร่วมกันของการแข็งตัวจากการทำงานและการฟื้นตัว หากการทำลายล้างของดิสโลเคชันช้าเมื่อเทียบกับอัตราการเกิด ดิสโลเคชันจะสะสม เมื่อความหนาแน่นของดิสโลเคชันถึงระดับวิกฤต การเกิดนิวเคลียสจะเกิดขึ้นที่ขอบเกรน การเคลื่อนที่ของขอบเกรน หรือการถ่ายโอนอะตอมจากเกรนขนาดใหญ่ที่มีอยู่ก่อนแล้วไปยังนิวเคลียสขนาดเล็กกว่า จะช่วยให้นิวเคลียสใหม่เติบโตได้โดยแลกกับเกรนที่มีอยู่ก่อนแล้ว^{[ 3 ]}การเกิดนิวเคลียสสามารถเกิดขึ้นได้จากการโป่งของขอบเกรนที่มีอยู่ การโป่งจะเกิดขึ้นหากซับเกรนที่อยู่ติดกับขอบเกรนมีขนาดต่างกัน ทำให้เกิดความไม่สมดุลของพลังงานจากซับเกรนทั้งสอง หากการโป่งมีรัศมีวิกฤต มันจะเปลี่ยนไปเป็นนิวเคลียสที่เสถียรและเติบโตต่อไปได้สำเร็จ สามารถจำลองสิ่งนี้ได้โดยใช้ทฤษฎีของ Cahn ที่เกี่ยวข้องกับการเกิดนิวเคลียสและการเติบโต^{[ 2 ]}

การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกที่ไม่ต่อเนื่องมักจะทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคแบบ 'สร้อยคอ' เนื่องจากการเติบโตของเกรนใหม่เกิดขึ้นได้ง่ายในเชิงพลังงานตามขอบเกรน การก่อตัวของเกรนใหม่และการโป่งพองจึงเกิดขึ้นตามขอบเกรนที่มีอยู่ก่อนแล้วเป็นหลัก ซึ่งจะสร้างชั้นของเกรนใหม่ที่ละเอียดมากตามขอบเกรน โดยในตอนแรกจะไม่ส่งผลกระทบต่อส่วนภายในของเกรนที่มีอยู่ก่อนแล้ว เมื่อการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกดำเนินต่อไป มันจะกินพื้นที่ที่ยังไม่ตกผลึกใหม่ เมื่อการเสียรูปดำเนินต่อไป การตกผลึกใหม่จะไม่รักษาความสอดคล้องกันระหว่างชั้นของนิวเคลียสใหม่ ทำให้เกิดเนื้อสัมผัสแบบสุ่ม^{[ 8 ]}

การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกอย่างต่อเนื่องเป็นเรื่องปกติในวัสดุที่มีพลังงานความผิดพลาดในการเรียงซ้อนสูง เกิดขึ้นเมื่อขอบเขตของเกรนที่มีมุมต่ำก่อตัวขึ้นและพัฒนาไปเป็นขอบเขตที่มีมุมสูง ทำให้เกิดเกรนใหม่ในกระบวนการนี้ สำหรับการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกอย่างต่อเนื่องนั้นไม่มีการแบ่งแยกที่ชัดเจนระหว่างระยะการเกิดนิวเคลียสและการเติบโตของเกรนใหม่^{[ 3 ]}

การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกต่อเนื่องมีลักษณะสำคัญ 4 ประการ: ^{[ 3 ]}

• เมื่อความตึงเครียดเพิ่มขึ้น ความกดดันก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน
• เมื่อความเครียดเพิ่มขึ้น การเบี่ยงเบนของขอบเขตย่อยของผลึกก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
• เมื่อขอบเขตเกรนที่มีมุมต่ำพัฒนาไปเป็นขอบเขตเกรนที่มีมุมสูง ความคลาดเคลื่อนในการวางแนวก็จะเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ
• เมื่อการเสียรูปเพิ่มขึ้นขนาดของผลึก จะลดลง

กลไกหลักของการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกต่อเนื่องมีสามประการ ได้แก่:

ประการแรก การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกอย่างต่อเนื่องสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อขอบเขตเกรนมุมต่ำประกอบขึ้นจากดิสโลเคชันที่เกิดขึ้นภายในเกรน เมื่อวัสดุอยู่ภายใต้ความเค้นอย่างต่อเนื่อง มุมการวางแนวที่ไม่ตรงกันจะเพิ่มขึ้นจนถึงมุมวิกฤต ทำให้เกิดขอบเขตเกรนมุมสูง วิวัฒนาการนี้สามารถส่งเสริมได้โดยการตรึงขอบเขตย่อยของเกรน^{[ 3 ]}

ประการที่สอง การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกอย่างต่อเนื่องสามารถเกิดขึ้นได้ผ่านการตกผลึกใหม่โดยการหมุนของเม็ดย่อย เม็ดย่อยจะหมุนทำให้มุมการวางแนวผิดเพี้ยนเพิ่มขึ้น เมื่อมุมการวางแนวผิดเพี้ยนเกินมุมวิกฤต เม็ดย่อยเดิมจะมีคุณสมบัติเป็นเม็ดอิสระ^{[ 3 ]}

ประการที่สาม การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกอย่างต่อเนื่องสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการเสียรูปที่เกิดจากแถบไมโครเชียร์ซับเกรนถูกประกอบขึ้นโดยดิสโลเคชันภายในเกรนที่เกิดขึ้นระหว่างการแข็งตัวจากการทำงาน หากแถบไมโครเชียร์เกิดขึ้นภายในเกรน ความเครียดที่พวกมันก่อให้เกิดจะเพิ่มการวางแนวที่ไม่ตรงกันของขอบเกรนมุมต่ำอย่างรวดเร็ว เปลี่ยนให้เป็นขอบเกรนมุมสูง อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของแถบไมโครเชียร์นั้นเกิดขึ้นเฉพาะที่ ดังนั้นกลไกนี้จึงส่งผลกระทบต่อบริเวณที่เสียรูปไม่สม่ำเสมอ เช่น แถบไมโครเชียร์หรือบริเวณใกล้ขอบเกรนที่มีอยู่ก่อนแล้ว เมื่อการตกผลึกใหม่ดำเนินไป มันจะแพร่กระจายออกไปจากบริเวณเหล่านี้ ทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่เป็นเนื้อเดียวกันและมีรูปร่างเท่ากัน^{[ 3 ]}

จากวิธีการที่พัฒนาโดย Poliak และ Jonas ได้มีการพัฒนาแบบจำลองหลายแบบเพื่ออธิบายค่าความเครียดวิกฤตสำหรับการเริ่มต้นของ DRX โดยเป็นฟังก์ชันของค่าความเครียดสูงสุดของเส้นโค้งความเค้น-ความเครียด แบบจำลองเหล่านี้ได้มาจากระบบที่มีจุดสูงสุดเพียงจุดเดียว กล่าวคือ สำหรับวัสดุที่มีค่าพลังงานความผิดพลาดในการเรียงตัวระดับปานกลางถึงต่ำ แบบจำลองเหล่านี้สามารถพบได้ในเอกสารต่อไปนี้:

• การหาค่าความเค้นไหลและค่าความเครียดวิกฤตสำหรับการเริ่มต้นของการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกโดยใช้ฟังก์ชันไซน์
• การหาค่าความเค้นไหลและค่าความเครียดวิกฤตสำหรับการเริ่มต้นของการตกผลึกใหม่แบบไดนามิกโดยใช้ฟังก์ชันแทนเจนต์ไฮเปอร์โบลิก
• การหาค่าความเครียดวิกฤตสำหรับการเริ่มต้นการตกผลึกใหม่แบบไดนามิก
• จุดลักษณะเฉพาะของกราฟความเค้น-ความเครียดที่อุณหภูมิสูง

พฤติกรรม DRX สำหรับระบบที่มีหลายยอด (และยอดเดียวด้วย) สามารถจำลองได้โดยพิจารณาปฏิสัมพันธ์ของเม็ดเกรนหลายเม็ดในระหว่างการเสียรูป กล่าวคือ แบบจำลองแบบกลุ่มอธิบายการเปลี่ยนผ่านระหว่างพฤติกรรมยอดเดียวและหลายยอดโดยอิงจากขนาดเม็ดเกรนเริ่มต้น นอกจากนี้ยังสามารถอธิบายผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของอัตราความเครียดต่อรูปร่างของเส้นโค้งการไหลได้อีกด้วย สามารถดูแบบจำลองได้ในเอกสารต่อไปนี้:

• แนวทางใหม่แบบบูรณาการสำหรับการสร้างแบบจำลองการตกผลึกใหม่ระหว่างการรีดร้อนเหล็ก

• แนวทางการพิจารณาเงื่อนไขวิกฤตสำหรับการเริ่ม ต้นของการตกผลึกใหม่แบบไดนามิก (DRX) โดยใช้ตัวแปรเดียว
• การวิเคราะห์เส้นโค้งการไหลของเหล็กกล้าไร้สนิม 17–4 PH ภายใต้การทดสอบการอัดร้อนการศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับ DRX
• ความสัมพันธ์เชิงโครงสร้างเพื่อสร้างแบบจำลองการไหลร้อนของทองแดงบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ บทที่ 6วิทยานิพนธ์ปริญญาเอก โดย วี.จี. การ์เซีย มหาวิทยาลัยแปซิฟิก (2004)
• บทวิจารณ์ปรากฏการณ์การตกผลึกใหม่แบบไดนามิกในวัสดุโลหะบทความวิจารณ์ล่าสุดเกี่ยวกับ DRX
• แบบจำลองออโตมาตาเซลลูลาร์ของการตกผลึกใหม่แบบไดนามิก: บทนำและรหัสต้นฉบับ , ซอฟต์แวร์จำลอง DRX โดย CA: บทนำ, วิดีโอแสดงการทำงานของซอฟต์แวร์