加熱：
* 拡張： 加熱すると金属が膨張します。 これは、熱エネルギーが金属内の原子をより活発に振動させ、それらの間の平均距離を増加させるためです。 この拡張は予測可能で測定可能であり、それが金属製の橋が温度変化による損傷を防ぐために伸縮継手を持っている理由です。
* 強度と延性の変化： 金属が熱くなると、より柔らかくて延性が高くなります（簡単に変形します）。これは、原子振動の増加により、金属原子を保持する結合の強度が低下するためです。
* 位相の変化： 一部の金属は、加熱すると位相の変化を受けます。たとえば、鉄はキュリー温度として知られる特定の温度で強磁性から常磁性に変化します。
* 融解： 金属をその融点に加熱すると、固体から液体状態に移行します。正確な融点は、異なる金属間で大きく異なります。
* 化学反応： 加熱金属も化学反応につながる可能性があります。 たとえば、鉄は高温で酸素にさらされると酸化（錆）します。
冷却：
* 収縮： 金属が冷えると、原子の振動が減少するため収縮します。
* 強度と硬度の向上： 通常、冷却は金属を強化し、強化します。これは、原子が一緒に沈殿し、より強い結合を形成するためです。
* 位相の変化： 冷却は、加熱時に発生した位相の変化を逆転させる可能性があります。たとえば、鉄はキュリー温度より下で冷却されると、常磁性から強磁性に戻ります。
* 固化： 液体金属が凍結点の下で冷却されると、固化します。
* 熱処理： アニーリング、焼き戻し、クエンチングなどの制御された加熱および冷却プロセスは、金属の特性を変更するために使用されます。これらの処理は、金属の内部構造を変化させ、その硬度、強度、延性、およびその他の特性に影響を与えます。
重要な考慮事項：
* 金属の種類： 異なる金属は、加熱および冷却されると異なる動作をします。 一部の金属は、他の金属よりも膨張または収縮する傾向があります。 特定の金属には、特定の相転移温度があります。
* 加熱および冷却速度： 金属が加熱または冷却される速度は、最終的な特性に大きな影響を与える可能性があります。 たとえば、迅速な冷却は、より硬く、より脆い材料につながる可能性があります。
例：
* 鉄： 鉄を非常に高い温度に加熱すると、ツールや構造に形作られるのに十分な順応性があります。 制御された冷却は、鉄を希望の強度に硬化させます。
* 銅： 加熱銅はより柔らかく、より柔軟になり、ワイヤーに簡単に曲がることができます。
* アルミニウム： アルミニウムは比較的高い速度で拡張および契約を結んでいるため、熱膨張を考慮に入れる必要があるアプリケーションで役立ちます。
全体として、加熱および冷却されたときの金属の挙動は複雑であり、さまざまな要因の影響を受けます。これらの原則を理解することは、エンジニアリングから冶金まで、多くのアプリケーションに不可欠です。
