Uppvärmning:
* expansion: Metaller expanderar när de värms upp. Detta beror på ökad kinetisk energi hos atomerna, vilket får dem att vibrera mer kraftfullt och upptar en större volym. Denna expansion är förutsägbar och kan användas i applikationer som bimetaler, som används i termostater och andra temperaturkänsliga enheter.
* mjukgöring: När metaller värms upp minskar deras resistens mot deformation. Detta gör dem enklare att arbeta med, som i smide eller rulla.
* Förändringar i kristallstruktur: Vissa metaller genomgår fasomvandlingar när de värms upp och förändrar deras kristallstruktur. Detta kan leda till förändringar i egenskaper som styrka, duktilitet och elektrisk konduktivitet. Till exempel genomgår stål en fasförändring från ferrit till austenit vid en viss temperatur, vilket gör att den kan härdas genom värmebehandling.
* smältning: Uppvärmning av en metall utöver sin smältpunkt får den att övergå från ett fast till ett flytande tillstånd. Denna övergång är reversibel och används vid gjutning och svetsning.
* oxidation: Uppvärmningsmetaller i närvaro av syre kan leda till oxidation eller bildning av metalloxider på ytan. Denna process kan försvaga metallen eller till och med göra den oanvändbar.
Kylning:
* sammandragning: Metaller kontrakt när de kyls och återgår till sin ursprungliga storlek. Detta är motsatsen till expansion.
* härdning: Kylmetaller snabbt från en hög temperatur kan leda till härdning, vilket gör dem starkare och mer spröda. Denna process kallas släckning och används vid värmebehandling av metaller.
* Annealing: Kylmetaller långsamt från en hög temperatur kan leda till glödgning, vilket mjukar metallen och lindrar inre spänningar. Denna process används för att förbättra duktiliteten och minska sprödheten.
* stelning: Kylning av en smält metall under dess fryspunkt får den att stelna och övergå till ett fast tillstånd. Denna process används i gjutning för att bilda önskade former.
Ytterligare effekter:
* Creep: Metaller kan deformeras långsamt under långvarig stress och förhöjda temperaturer. Denna effekt kallas krypning och kan begränsa livslängden för komponenter i högtemperaturmiljöer.
* Trötthet: Upprepade stresscykler kan orsaka metalltrötthet, vilket kan leda till sprickor och så småningom misslyckande. Denna effekt är mer uttalad vid högre temperaturer.
* korrosion: Korrosion kan påskyndas med höga temperaturer, särskilt i närvaro av fukt eller frätande miljöer.
De specifika effekterna av uppvärmning och kylning på en metall beror på dess sammansättning, temperaturområdet och hastigheten för uppvärmning eller kylning. Att förstå dessa effekter är avgörande för att utforma och tillverka metallkomponenter som kommer att fungera pålitligt i olika applikationer.
