O que acontece quando os metais são aquecidos?O aquecimento do metal leva a várias consequências ao mesmo tempo, aqui estão as principais.1. O metal se expande termicamente em todas as direções, ou seja, seu comprimento, largura e área de superfície aumentam. Quando um metal é aquecido, seus átomos e moléculas começam a se mover mais rapidamente, as ligações interatômicas enfraquecem, o que leva a um aumento da distância entre eles e a um aumento do volume do metal. Quando resfriado, as dimensões são restauradas.2.A grande maioria dos metais e ligas aumenta sua ductilidade com o aumento da temperatura, incluindo ferro, aço, cobre, alumínio e suas ligas, magnésio, latão e outros. Ao mesmo tempo, esses metais adquirem a capacidade de serem forjados, ou seja, de mudar de forma sem quebrar sob a influência de uma força externa. Por exemplo, o aço aquecido a 700°C (1292°F) requer 4,5 vezes a força de forjamento do aço aquecido a 1200°C (2192°F). Outros metais e ligas, como ferro fundido cinzento, bronze de estanho e ligas de zinco, não se deformam quando aquecidos; eles são quebradiços e fraturam com o impacto.Os cristais de metal geralmente têm uma estrutura regular, com átomos dispostos em uma determinada ordem. No entanto, quando um metal é aquecido, os átomos se tornam mais móveis e o metal se torna mais dúctil. O aquecimento de um metal também pode causar uma mudança no tipo de sua estrutura cristalina. A alteração da estrutura levará a uma diminuição ou aumento da ductilidade, porque o tipo de estrutura tem uma influência decisiva nas propriedades dos metais. Isso explica por que o efeito das mudanças de plasticidade durante o aquecimento é observado de forma diferente para diferentes metais.3. A radiação térmica dos metais quando aquecidos causa o brilho cereja escuro do aço, que já é perceptível quando aquecido a 550°C (1022°F), e a 850°C (1562°F) torna-se vermelho brilhante, e depois em laranja (950°C, 1742°F), amarelo (1000°C, 1832°F) e branco (1300°C, 2372°F e acima).Como você pode ver, o espectro da radiação térmica depende da temperatura, portanto, observar as cores da têmpera pode ser usado para estimar a temperatura do metal, que é frequentemente usado em tratamento térmico e forjamento, especialmente antes da invenção de termômetros sem contato . Nomes de cores brilhantes: "calor vermelho", "calor branco", ainda são frequentemente usados por metalúrgicos em vez de determinar a temperatura exata.A mudança na cor da radiação se deve ao aumento das energias das interações internas, excitação e relaxamento dos átomos metálicos, com o aumento da temperatura. Quanto maior a temperatura, mais intensa essa radiação. Seu espectro é gradualmente enriquecido com radiação de ondas curtas resultante de interações com aumento de energia. Portanto, a principal contribuição da radiação infravermelha em baixas temperaturas muda com o aumento da temperatura para a faixa de luz visível e para a radiação ultravioleta em temperaturas muito altas.4.Um aumento na temperatura pode causar a oxidação da superfície do metal e a formação de uma camada de óxido sobre ela. No caso do aço, tal camada pode formar uma fina película metálica transparente que permanece quando a temperatura cai para a temperatura ambiente. Nesse caso, a superfície do metal adquire as cores do arco-íris. Isso se deve ao fato de a superfície ser coberta por uma fina camada transparente e funcionar como um espelho. Quando esta camada é muito fina, ela reflete apenas algumas cores da luz do dia, o que é resultado de interferência.Antes do advento dos pirômetros, esse efeito também era usado como indicador da temperatura de aquecimento do ferro e do aço. As cores foram usadas para avaliar a temperatura de aquecimento dos cavacos de aço e, consequentemente, da fresa durante as operações de furação e corte. Nos tempos modernos, é usado para criar marcações nas superfícies de metais ferrosos e titânio por aquecimento localizado, incluindo recozimento a laser.5. Se o aço for aquecido ainda mais, acima de 1300 °C (2372 °F, a temperatura específica depende do tipo de aço), a fusão do metal pode começar. A fusão ocorre porque os átomos adquirem alta energia e as ligações interatômicas são destruídas, e os átomos perdem suas posições estáticas nos cristais e podem viajar ao redor do volume material. Isso leva à perda da forma original e deve ser evitado durante o tratamento térmico de metais.Portanto, revisamos brevemente os processos óbvios que ocorrem com um metal quando ele é aquecido. No entanto, as mudanças nas propriedades dos metais causadas pelo tratamento térmico devem-se a várias razões não tão óbvias. Essas mudanças são devidas a mudanças na estrutura metálica, e discutiremos isso com mais detalhes.