풀림이란
풀림은 원하는 특성 즉, 낯은 강도와 높은 연성과 같은 특성이 회복될 때까지, 주어진 시간 동안 높은 온도에 재료를 유지하는 것이다. 풀림은 실제로 세 개의 분리된 과정으로 이루어져 있다. 회복, 재결정화, 그리고 결정립 성장이다. 냉간가공을 하는 동안 재료의 등축 미세구조는 비틀어진다. 만약 압연 되었다면, 결정립은 압연방향으로 신장되고, 미세구조가 많이 비틀어졌기 때문에 즉, 냉간가공이 많이 되었기 때문에 더 이상 결정구조가 같아 보이지 않는다.
회복
풀림 과정의 첫 번째 단계인 회복에서는, 미세구조가 약간만 변화된다. 비틀린 결정립은 여전히 존재하지만, 일부 전위들이 늘어서서 부결정립계를 형성한다. 다각형 형태로 생긴 부결정립은 서로 간의 방향만 조금 차이가 있다. 다각형화 현상을 연구하는데 투과전자현미경이 널리 사용되어 왔지만, 회복의 정도는 일반적으로 금속 조직학적인 기법으로 측정되지 않는다. 회복하는 동안, 이전의 냉간가공에 의해 변화되었던 일부 특성은 점차 냉간가공 되기 전 원래의 값으로 회복된다. 만약 예를 들어, 잔류응력을 회복 과정 중 시간의 함수로 나타내면, 시간에 따라 어떻게 변하는지 알 수 있다. 이러한 형태의 속도론이나 특성의 변화 속도는 지수적인데, 이것은 초기에는 회복 속도가 매우 높고 특성의 값이 냉간가공 전의 값으로 근접함에 따라 감소함을 의미한다. 회복은 낮은 풀림 온도 또는 고온 풀림의 아주 초기 단계에 발생한다. 이것은 구동력의 특성 및 상대적으로 낮은 활성화에너지 때문에 일어난다.
구동력과 활성화에너지
언덕 꼭대기에 놓여있는 공을 생각해 보자. 어느 한 방향으로 약간만 잘못 놓여도 경사면을 따라 굴러 내려갈 것이기 때문에 이 위치에 있는 공은 불안정하다. 두 언덕 사이의 계곡에 놓여 있는 공은 어느 한 방향으로 잘못 놓아도 원래 위치로 돌아오기 때문에 안정하다. 이것은 안정평형의 위치이다. 이제 언덕 꼭대기의 움푹한 곳에 놓여 있는 공을 생각해 보자. 공을 약간 잘못 놓아도 움푹한 곳에서 벗어나지 않는다. 공은 원래 위치로 되돌아온다. 더 많이 이동시켜 놓으면 공이 경사면을 따라 굴러 내려갈 것이다. 공이 언덕 꼭대기의 움푹한 곳에 있을 경우에 준안정 평형에 있다고 한다.
어떤 계도 불안정, 안정 또는 준안정 평형 상태에 있는 것으로 생각될 수 있다. 만약 약간의 변동으로, 예를 들어 온도 증가로 인해, 어떤 계가 원래 상태에서 더 안정한 상태로 변화된다면 이 계는 불안정하다고 한다. 계를 더 안정한 상태로 변화시키기 위해 많은 변화가 필요한 준안정 평형에 있는 계가 더 흔히 발견된다. 이러한 상태의 변화에는 화학반응, 온도, 압력-부피 변화, 핵생성, 그리고 새 결정립의 성장 등이 포함될 수 있다. 많은 경우에 계와 반응경로는 물 흡수관과 비유된다. 물은 흡수관 아래 높이의 저수지에서 물 흡수관으로 빼내어져서 댐의 높이를 넘어 댐 아래 높이의 도시로 내려갈 수 있다. 활성화에너지는 파이프를 물로 가득 채움으로써 제공된다. 일단 이것이 준비된 다음에는 구동력, 이경우에는 물 흡수관의 아래 높이와 도시의 높이 차이가 있는 한 물은 계속 흐른다.
추가로 설명하자면, 잔류응력은 변형이 끝난 후에 구조에 남아있는 응력을 일컫는다. 재료에 가해지는 외부 응력은 더 이상 존재하지 않지만, 이 잔류응력은 매우 높아서 적절한 처리를 통해 제거하지 않으면 파괴가 일어날 수 있다. 잔류응력은 기계적 수단뿐만 아니라 열적 수단에 의해서 생길 수 있다. 또한, 속도론은 주어진 과정에 대한 시간의 함수로서의, 즉 시간에 따른 과정의 속도 변화로써의 학문이다.
잔류응력과 회복
재료의 냉간가공에 의해서 발생한 강도의 증가를 남겨두는 것이 때로는 바람직하지만, 잔류응력은 반드시 제거되어야 하므로, 회복 동안 잔류응력의 제거는 매우 중요한 과정이다. 이는 회복에 의해 매우 편리하게 행할 수 있고 이러한 경우의 과정을 응력 완화 풀림이라고 한다. 잔류응력 단계에서의 변화와 더불어 전기적 특성 변화 또한 일어난다. 기계적 특성은 회복 동안에 단지 조금씩 변하기는 하지만, 일어나는 어떤 변화도 반응속도론에 의해 특징지어진다.