Chauffage:
* Expansion: Les métaux se développent lorsqu'ils sont chauffés. Cela est dû à l'augmentation de l'énergie cinétique des atomes, ce qui les fait vibrer plus vigoureusement et occuper un plus grand volume. Cette expansion est prévisible et peut être utilisée dans des applications comme les bimétaux, qui sont utilisés dans les thermostats et autres dispositifs sensibles à la température.
* adoucissement: À mesure que les métaux chauffent, leur résistance à la déformation diminue. Cela les rend plus faciles à travailler, comme pour forger ou rouler.
* Modifications de la structure cristalline: Certains métaux subissent des transformations de phase lorsqu'ils sont chauffés, modifiant leur structure cristalline. Cela peut entraîner des changements de propriétés telles que la résistance, la ductilité et la conductivité électrique. Par exemple, l'acier subit un changement de phase de la ferrite à l'austénite à une certaine température, ce qui lui permet d'être durci par le traitement thermique.
* Felting: Le chauffage d'un métal au-delà de son point de fusion le fait passer d'un solide à un état liquide. Cette transition est réversible et est utilisée dans la coulée et le soudage.
* oxydation: Les métaux chauffants en présence d'oxygène peuvent entraîner une oxydation ou la formation d'oxydes métalliques à la surface. Ce processus peut affaiblir le métal ou même le rendre inutilisable.
refroidissement:
* Contraction: Les métaux se contractent lorsqu'ils sont refroidis, revenant à leur taille d'origine. C'est l'opposé de l'expansion.
* durcissement: Le refroidissement des métaux rapidement à haute température peut entraîner un durcissement, les rendant plus forts et plus cassants. Ce processus est appelé extinction et est utilisé dans le traitement thermique des métaux.
* recuit: Le refroidissement des métaux à partir d'une température élevée peut entraîner un recuit, ce qui adoucit le métal et soulage les contraintes internes. Ce processus est utilisé pour améliorer la ductilité et réduire la fragilité.
* Solidification: Le refroidissement d'un métal fondu sous son point de congélation le fait se solidifier, passant à un état solide. Ce processus est utilisé dans la coulée pour former les formes souhaitées.
Effets supplémentaires:
* fluage: Les métaux peuvent se déformer lentement sous une contrainte soutenue et des températures élevées. Cet effet est appelé fluage et peut limiter la durée de vie des composants dans des environnements à haute température.
* fatigue: Les cycles répétés de stress peuvent provoquer une fatigue métallique, entraînant des fissures et éventuellement une défaillance. Cet effet est plus prononcé à des températures plus élevées.
* Corrosion: La corrosion peut être accélérée par des températures élevées, en particulier en présence d'humidité ou d'environnements corrosifs.
Les effets spécifiques du chauffage et du refroidissement sur un métal dépendent de sa composition, de la plage de températures et du taux de chauffage ou de refroidissement. La compréhension de ces effets est cruciale pour la conception et la fabrication de composants métalliques qui fonctionneront de manière fiable dans diverses applications.
