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纯钨由于其极高的熔点(3422℃)，常被用作核聚变反应堆最关键部分的装甲材料，这是由于偏滤器和第一道壁在服役期间需要承受极高的温度。而极高的工作温度可能会引起回复，再结晶和晶粒生长等变化从而改变材料的微观结构，进而可能降低材料的机械强度并导致材料脆化。 基于这个原因，本项目旨在建立以温度和时间控制下在纯钨中发生的回复和再结晶，并研究此过程中的动力学和材料的显微结构变化。本项目采用热轧钨板在1100℃和1350℃，真空条件下或氩气气氛中进行退火处理。利用光学显微镜(OM)，电子背散射衍射(EBSD)及维氏硬度来表征退火对材料微观组织结构的影响。 由于不同的变形拉力会影响变形的微观组织，并影响之后退火过程中的机械强度和再结晶行为。在此研究中，通过中度轧制（厚度减少67％——钨板W67）和高度轧制（厚度减少90％——钨板W90）来控制不同的变形组织，并研究不同变形组织的退火行为。退火状态的微观组织可以揭示变形对回复和再结晶现象的影响程度。因此可以比较再结晶动力学（形核和生长）与初始应变和退火温度的关系。 通过维氏硬度表征，发现实验中的回复与Kuhlmann回复动力学相吻合，再结晶与JMAK再结晶动力学相吻合，这反过来又可以计算再结晶的活化能。相比于中度轧制的钨板，在高度轧制的钨板中发现了更快的回复和再结晶现象。此外，以形核为基础对两种钨板中的不同的Avrami指数进行了微观的解释。 回复和再结晶过程中的组织演变是与机械特性相吻合的。再结晶晶粒是等轴晶粒而且比起始显微结构的晶粒更粗大。维氏硬度测量表明，完全再结晶之后，均未出现明显的晶粒生长。在再结晶过程中，晶粒尺寸是随时间线性增加的，而且在更高的回火温度和更大的变形条件下有更高的晶粒生长速率。 发现，在钨板W67和W90中具有不同的体扩散和晶界扩散激活能。利用再结晶动力学的外推法（基于这些激活能）在较低的退火温度下，可以预测这些钨板在聚变堆条件下的寿命。通过计算发现，在正常的使用温度下，钨板W67具有更长的工作寿命（至少100万年在800℃）相比钨板W90（71年在800℃）。因此可以得出结论，应该避免使用会导致材料高温性能严重退化的高度轧制工艺。从微观方面看，两种钨板具有巨大寿命差异的原因是:相比于钨板W67，在钨板W90中具有高密度的低角度晶界。高密度低角度晶界的存在可能有助于在回复基体和再结晶晶核界面之间的扩散，并因此减少再结晶过程中钨原子向再结晶晶核迁移的激活能。