Quando um material cristalino é deformado, sua dureza aumenta à medida que as deslocações se tornam mais entrelaçadas, e a sua ductilidade cai. Se o material é aquecido a uma temperatura relativamente elevada, as deslocações de sinais contrários (Veja Capítulo 4) começam a se cancelar mutuamente; os defeitos puntuais desaparecem, e propriedades físicas, tais como a resistividade elétrica, voltam a ter valores próximos aos do metal sem deformação.
Este processo é chamado recuperação. A microestrutura, observada no microscópio óptico, se mantém inalterada até que, em uma temperatura mais alta, os grãos alongados se transformam em grãos finos e equiaxiais, e a dureza e a ductilidade voltam a ter valores próximos dos originais (Figura 7.w.). Esta nucleação de grãos novos, sem deformação, em um material deformado, se chama recristalização e prossegue até que toda a peça seja formada de grãos novos, como na (Figura.7.x.). O nome dado ao tratamento térmico que provoca a recristalização e, em conseqüência, o amaciamento, é recozimento. Uma deformação feita abaixo da temperatura de recristalização é denominada trabalho a frio. Se a deformação é feita acima da temperatura de recristalização, será um trabalho a quente. Um material trabalhado a quente não encrua, porque a recristalização pode ocorrer simultaneamente à distorção e neutralizar seus efeitos.
A temperatura de recristalização de um material depende de uma série de variáveis; ela diminui com o aumento do encruamento prévio, com o aumento da pureza do material, do tempo de aquecimento, do tamanho inicial do grão, e com a diminuição da temperatura do trabalho a frio. O tamanho de grão após recristalização depende do grau de encruamento antes da recristalização, como se mostra no gráfico da (Figura 7.y.) Há um grau de encruamento mínimo crítico abaixo do qual não ocorre recristalização. Se o grau de encruamento é maior que o mínimo mas tem um valor pequeno, poucos núcleos isentos de deformação se formarão durante a recristalização, e o tamanho de grão recristalizado será grande. Quanto maior o trabalho a frio (encruamento), mais núcleos e menor o tamanho de grão.
A recristalização exige um encruamento prévio. Já o crescimento de grão, não. Qualquer agregado de cristais de granulação fina quer tenha sido processado por recristalização, sinterização ou algum outro processo, aumentará seu tamanho de grão quando aquecido a uma temperatura elevada; a “força impulsora” deste crescimento de grão é a redução de energia superficial pela redução da área de contorno de grão. Quanto mais alta a temperatura, mais rápido será o crescimento de grão. A (Figura 7.z.) mostra a microestrutura do níquel após ter ocorrido algum crescimento de grão: o tamanho de grão é maior que antes da deformação e é também maior que após a recristalização.
Outras modificações da microestrutura ocorrem durante a recristalização e crescimento de grão. Descreveremos uma que é comum em alguns metais CFC — a criação de maclas de recozimento, tais como as maclas da (Figura 7.h., Tópico 3) deste Capítulo. De modo diferente das maclas de deformação, as maclas de recozimento não ocorrem por cisalhamento, mas como irregularidades no crescimento de grãos isentos de deformação a partir de grãos deformados. Nos metais CFC, o contorno da macla é da família {111} (Veja Capítulo 4), e uma macla se inicia quando um plano {111} se ajusta ao plano subjacente segundo uma configuração local do tipo HC, em lugar da configuração continua CFC. Se o empilhamento dos planos compactos na matriz CFC perfeita é descrito como ABCABC… o plano em posição errada mudará a seqüência para ABCABCB…; ora, se os planos restantes se empilharem segundo uma seqüência CFC normal a partir do plano em questão, a seqüência completa através do contorno será ABCABCBACBAC…; a estrutura está “maclada”, e a região em torno de C, no meio da seqüência acima, representa o contorno da macla, como já estudado no Capítulo 4.
Figura 7.w – Ciclo esquemático de encruamento e recozimento.
Figura 7.x – Microscopia eletrônica de transmissão(MET) de uma amostra do aço inox austenítico 302. A amostra foi deformada a frio por laminação e em seguida recozida à temperatura de 
por uma hora. As imagens mostram grãos recristalizados, relativamente livres de deslocações, circundados por uma matriz deformada, que possui alta densidade de deslocações. O grão recristalizado possui maclas (faixas paralelas com diferentes contrastes).
Figura 7.y – Representação esquemática do tamanho de grão recristalizado em função do encruamento prévio.
Figura 7.z – Crescimento de grão na liga Cu-Zn (latão) após trabalho a frio(50%), Composição da liga: Cu 70, Zn 30 (%p).