Chauffage:
* Expansion: Les métaux se développent lorsqu'ils sont chauffés. En effet, l'énergie thermique fait vibrer plus vibrer les atomes du métal, augmentant la distance moyenne entre elles. Cette expansion est prévisible et mesurable, et c'est pourquoi les ponts métalliques ont des joints d'expansion pour éviter les dommages causés par les changements de température.
* changements de résistance et de ductilité: Au fur et à mesure que les métaux se réchauffent, ils deviennent plus doux et plus ductiles (facilement déformés). En effet
* Modifications de phase: Certains métaux subissent des changements de phase lorsqu'ils sont chauffés. Par exemple, le fer se transforme de la ferromagnétique à paramagnétique à une température spécifique connue sous le nom de température de Curie.
* Felting: Le chauffage d'un métal à son point de fusion le fait passer d'un état solide à un état liquide. Le point de fusion exact varie considérablement entre les différents métaux.
* Réactions chimiques: Les métaux chauffants peuvent également entraîner des réactions chimiques. Par exemple, le fer peut s'oxyder (rouille) lorsqu'il est exposé à l'oxygène à des températures élevées.
refroidissement:
* Contraction: À mesure que les métaux se refroidissent, ils se contractent en raison de la diminution des vibrations des atomes.
* Agmentation de la résistance et de la dureté: Le refroidissement renforce et durcit généralement les métaux. En effet, les atomes se rapprochent, formant des liaisons plus fortes.
* Modifications de phase: Le refroidissement peut inverser les changements de phase qui se sont produits lors du chauffage. Par exemple, le fer reviendra du paramagnétique au ferromagnétique lorsqu'il est refroidi sous la température de Curie.
* Solidification: Si un métal liquide est refroidi sous son point de congélation, il se solidifiera.
* Traitement thermique: Les processus de chauffage et de refroidissement contrôlés, tels que le recuit, la température et la trempe, sont utilisés pour modifier les propriétés des métaux. Ces traitements modifient la structure interne du métal, affectant sa dureté, la force, la ductilité et d'autres caractéristiques.
Considérations importantes:
* Type de métal: Différents métaux se comportent différemment lorsqu'ils sont chauffés et refroidis. Certains métaux sont plus sujets à l'expansion ou à la contraction que d'autres. Certains métaux ont des températures de transition de phase spécifiques.
* Taux de chauffage et de refroidissement: La vitesse à laquelle un métal est chauffé ou refroidi peut avoir un impact significatif sur ses propriétés finales. Le refroidissement rapide, par exemple, peut conduire à un matériau plus dur et plus cassant.
Exemples:
* fer: Le chauffage du fer à une température très élevée le rend suffisamment malléable pour être transformé en outils ou structures. Le refroidissement contrôlé durcit puis durcit le fer à la force souhaitée.
* cuivre: Le chauffage du cuivre le rend plus doux et plus souple, ce qui lui permet d'être facilement plié dans les fils.
* en aluminium: L'aluminium se développe et se contracte à un taux relativement élevé, ce qui le rend utile dans les applications où l'expansion thermique doit être prise en compte.
Dans l'ensemble, le comportement des métaux lorsqu'il est chauffé et refroidi est complexe et influencé par divers facteurs. Comprendre ces principes est essentiel pour de nombreuses applications, de l'ingénierie à la métallurgie.
