Полигониза́ция — вторая стадия процесса возврата деформированного металла, протекающая при нагреве до 0, 3-0, 4 температуры плавления. При нагреве деформированного материала полигонизация приводит к перераспределению дислокаций скольжением и диффузионным путем, сопровождающемуся их частичной аннигиляцией и образованием областей (полигонов) внутри кристаллитов, свободных от дислокаций и отделенных друг от друга дислокационными малоугловыми границами. Если при деформации образовалась ячеистая структура, то полигонизация приводит к сплющиванию стенок ячеек с образованием относительно подвижных двумерных плоских субграниц большой кривизны. При этом ячейки превращаются в субзерна. После больших деформаций полигонизация, как правило, является начальной стадией рекристаллизации.
Полигонизация, происходящая в период горячей деформации, называется динамической. Горячую деформацию проводят при температуре выше температуры рекристаллизации для получения полностью рекристаллизованной структуры (0, 7-0, 75 температуры плавления). При горячей обработке давлением (прокатке, прессовании, ковке, штамповке) упрочнение (повышение плотности дислокаций) в результате наклепа непосредственно в процессе деформации непрерывно чередуется с процессом разупрочнения (уменьшением плотности дислокаций). В этом основное отличие динамической полигонизации от статической.
Отжиг на полигонизацию используется вместо рекристаллизационного отжига, когда требуется полуфабрикат, сочетающий определенный уровень прочности с необходимым запасом пластичности. Отжиг на полигонизацию проводят при температуре ниже температуры начала рекристаллизации. Соответственно при такой температуре происходит лишь частичное устранение наклепа, то есть происходит уменьшение плотности дефектов кристаллической решетки, образование ячеистой дислокационной структуры без изменения формы зерен. Полигонизация в полупроводниках, легированных до высоких концентраций — образование полигональных дислокационных стенок. Этот эффект обусловлен переползанием дислокаций в условиях сильного пересыщения кристалла точечными дефектами.