¿Qué sucede cuando los metales se calientan?El calentamiento de metales tiene varias consecuencias a la vez, aquí están las principales.1. El metal se expande térmicamente en todas las direcciones, es decir, aumenta su longitud, anchura y superficie. Cuando se calienta un metal, sus átomos y moléculas comienzan a moverse más rápido, los enlaces interatómicos se debilitan, lo que conduce a un aumento en la distancia entre ellos y un aumento en el volumen del metal. Cuando se enfría, se restauran las dimensiones.2. La gran mayoría de los metales y aleaciones aumentan su ductilidad con el aumento de la temperatura, incluidos el hierro, el acero, el cobre, el aluminio y sus aleaciones, el magnesio, el latón y otros. Al mismo tiempo, estos metales adquieren la capacidad de ser forjados, es decir, de cambiar de forma sin romperse bajo la influencia de una fuerza externa. Por ejemplo, el acero calentado a 700 °C (1292 °F) requiere 4,5 veces más fuerza de forjado que el acero calentado a 1200 °C (2192 °F). Otros metales y aleaciones, como el hierro fundido gris, el bronce al estaño y las aleaciones de zinc, no se deforman cuando se calientan; son frágiles y se fracturan con el impacto.Los cristales de metal suelen tener una estructura regular, con átomos dispuestos en un cierto orden. Sin embargo, cuando se calienta un metal, los átomos se vuelven más móviles y el metal se vuelve más dúctil. Calentar un metal también puede causar un cambio en el tipo de su estructura cristalina. Cambiar la estructura conducirá a una disminución o aumento de la ductilidad, porque el tipo de estructura tiene una influencia decisiva en las propiedades de los metales. Esto explica por qué el efecto de los cambios de plasticidad durante el calentamiento se observa de manera diferente para diferentes metales.3. La radiación térmica de los metales cuando se calientan provoca el brillo cereza oscuro del acero, que ya se nota cuando se calienta a 550 °C (1022 °F), y a 850 °C (1562 °F) se vuelve rojo brillante, y luego en naranja (950 °C, 1742 °F), amarillo (1000 °C, 1832 °F) y blanco (1300 °C, 2372 °F y superior).Como puede ver, el espectro de radiación térmica depende de la temperatura, por lo que observar los colores del enfriamiento puede usarse para estimar la temperatura del metal, que a menudo se usa en el tratamiento térmico y la forja, especialmente antes de la invención de los termómetros sin contacto. . Los nombres de los colores de brillo: "calor rojo", "calor blanco", a menudo todavía los usan los metalúrgicos en lugar de determinar la temperatura exacta.El cambio de color de la radiación se debe a un aumento de las energías de las interacciones internas, excitación y relajación de los átomos metálicos, con el aumento de la temperatura. Cuanto más alta es la temperatura, más intensa es esta radiación. Su espectro se enriquece gradualmente con radiación de onda corta resultante de interacciones con el aumento de energía. Por lo tanto, la principal contribución de la radiación infrarroja a bajas temperaturas cambia al aumentar la temperatura al rango de luz visible ya la radiación ultravioleta a temperaturas muy altas.4. Un aumento de la temperatura puede provocar la oxidación de la superficie metálica y la formación de una capa de óxido sobre ella. En el caso del acero, dicha capa puede formar una fina película de metal transparente que permanece cuando la temperatura desciende a temperatura ambiente. En este caso, la superficie del metal adquiere los colores del arcoíris. Esto se debe al hecho de que la superficie está cubierta con una fina capa transparente y funciona como un espejo. Cuando esta capa es muy delgada, refleja solo ciertos colores de la luz del día, que es el resultado de la interferencia.Antes de la llegada de los pirómetros, este efecto también se usaba como indicador de la temperatura de calentamiento del hierro y el acero. Los colores se utilizaron para juzgar la temperatura de calentamiento de las virutas de acero y, en consecuencia, del cortador durante las operaciones de taladrado y corte. En los tiempos modernos, se utiliza para crear marcas en las superficies de metales ferrosos y titanio mediante calentamiento localizado, incluido el recocido con láser.5. Si el acero se calienta más, por encima de 1300 °C (2372 °F, la temperatura específica depende del grado de acero), puede comenzar la fusión del metal. La fusión ocurre porque los átomos adquieren alta energía y se destruyen los enlaces interatómicos, y los átomos pierden sus posiciones estáticas en los cristales y pueden viajar alrededor del volumen material. Esto conduce a la pérdida de la forma original y debe evitarse durante el tratamiento térmico de los metales.Así que hemos repasado brevemente los procesos obvios que ocurren con un metal cuando se calienta. Sin embargo, los cambios en las propiedades de los metales provocados por el tratamiento térmico se deben a una serie de razones no tan obvias. Estos cambios se deben a cambios en la estructura metálica, y discutiremos esto con más detalle.