Riscaldamento:
* Espansione: I metalli si espandono quando riscaldati. Ciò è dovuto all'aumento dell'energia cinetica degli atomi, facendoli vibrare in modo più vigoroso e occupano un volume maggiore. Questa espansione è prevedibile e può essere utilizzata in applicazioni come i bimetali, che vengono utilizzati nei termostati e in altri dispositivi sensibili alla temperatura.
* Ammorbidimento: Man mano che i metalli si riscaldano, la loro resistenza alla deformazione diminuisce. Questo li rende più facili da lavorare, come nella forgiatura o nel rotolare.
* Cambiamenti nella struttura cristallina: Alcuni metalli subiscono trasformazioni di fase quando riscaldati, alterando la loro struttura cristallina. Ciò può portare a cambiamenti nelle proprietà come resistenza, duttilità e conducibilità elettrica. Ad esempio, l'acciaio subisce un cambio di fase dalla ferrite all'austenite a una certa temperatura, il che gli consente di indurirsi dal trattamento termico.
* fusione: Il riscaldamento di un metallo oltre il suo punto di fusione fa passare da un solido a uno stato liquido. Questa transizione è reversibile e viene utilizzata nel casting e nella saldatura.
* Ossidazione: I metalli riscaldanti in presenza di ossigeno possono portare all'ossidazione o alla formazione di ossidi di metallo sulla superficie. Questo processo può indebolire il metallo o addirittura renderlo inutilizzabile.
raffreddamento:
* Contrazione: I metalli si contraggono quando sono raffreddati, tornando alle dimensioni originali. Questo è l'opposto dell'espansione.
* Indurimento: I metalli di raffreddamento rapidamente da un'alta temperatura possono portare a indurimento, rendendoli più forti e fragili. Questo processo è chiamato tempra e viene utilizzato nel trattamento termico dei metalli.
* Ricottura: I metalli di raffreddamento lentamente da un'alta temperatura possono portare alla ricottura, che ammorbidisce il metallo e allevia le sollecitazioni interne. Questo processo viene utilizzato per migliorare la duttilità e ridurre la fragilità.
* solidificazione: Il raffreddamento di un metallo fuso al di sotto del suo punto di congelamento fa solidificarsi, passando a uno stato solido. Questo processo viene utilizzato nel casting per formare forme desiderate.
Effetti aggiuntivi:
* Creep: I metalli possono deformarsi lentamente sotto stress prolungato e temperature elevate. Questo effetto è chiamato creep e può limitare la durata della vita dei componenti in ambienti ad alta temperatura.
* Fatica: Cicli ripetuti di stress possono causare affaticamento in metallo, portando a crepe e infine fallimento. Questo effetto è più pronunciato a temperature più elevate.
* corrosione: La corrosione può essere accelerata da alte temperature, specialmente in presenza di umidità o ambienti corrosivi.
Gli effetti specifici del riscaldamento e del raffreddamento su un metallo dipendono dalla sua composizione, dall'intervallo di temperatura e dalla velocità di riscaldamento o di raffreddamento. Comprendere questi effetti è cruciale per la progettazione e la produzione di componenti in metallo che si esibiranno in modo affidabile in varie applicazioni.
