Calefacción:
* Expansión: Los metales se expanden cuando se calientan. Esto se debe al aumento de la energía cinética de los átomos, lo que hace que vibren más vigorosamente y ocupen un volumen mayor. Esta expansión es predecible y puede usarse en aplicaciones como bimetales, que se utilizan en termostatos y otros dispositivos sensibles a la temperatura.
* Softining: A medida que los metales se calientan, su resistencia a la deformación disminuye. Esto hace que sean más fáciles de trabajar, como en forjar o rodar.
* Cambios en la estructura cristalina: Algunos metales sufren transformaciones de fase cuando se calientan, alterando su estructura cristalina. Esto puede conducir a cambios en las propiedades como la resistencia, la ductilidad y la conductividad eléctrica. Por ejemplo, el acero sufre un cambio de fase de ferrita a austenita a una temperatura determinada, lo que permite que se endurece mediante el tratamiento térmico.
* Melting: Calentar un metal más allá de su punto de fusión hace que la transición de un estado sólido a un estado líquido. Esta transición es reversible y se usa en la fundición y la soldadura.
* oxidación: El calentamiento de metales en presencia de oxígeno puede conducir a la oxidación, o la formación de óxidos metálicos en la superficie. Este proceso puede debilitar el metal o incluso dejarlo inutilizable.
enfriamiento:
* Contracción: Los metales se contraen cuando se enfrían, volviendo a su tamaño original. Esto es lo opuesto a la expansión.
* endurecimiento: El enfriamiento de metales rápidamente desde una temperatura alta puede provocar endurecimiento, lo que los hace más fuertes y más frágiles. Este proceso se llama enfriamiento y se usa en el tratamiento térmico de los metales.
* Recocido: Los metales de enfriamiento lentamente desde una temperatura alta pueden conducir a recocido, lo que suaviza el metal y alivia las tensiones internas. Este proceso se utiliza para mejorar la ductilidad y reducir la fragilidad.
* solidificación: Enfriar un metal fundido debajo de su punto de congelación hace que se solidifique, la transición de regreso a un estado sólido. Este proceso se utiliza en la fundición para formar formas deseadas.
Efectos adicionales:
* Creep: Los metales pueden deformarse lentamente bajo estrés sostenido y temperaturas elevadas. Este efecto se llama Creep y puede limitar la vida útil de los componentes en entornos de alta temperatura.
* Fatiga: Los ciclos repetidos de estrés pueden causar fatiga del metal, lo que provoca grietas y eventualmente falla. Este efecto es más pronunciado a temperaturas más altas.
* Corrosión: La corrosión puede acelerarse por altas temperaturas, especialmente en presencia de humedad o ambientes corrosivos.
Los efectos específicos del calentamiento y el enfriamiento en un metal dependen de su composición, el rango de temperatura y la velocidad de calentamiento o enfriamiento. Comprender estos efectos es crucial para diseñar y fabricar componentes metálicos que funcionarán de manera confiable en varias aplicaciones.
