金属在加热时膨胀，在冷却时收缩。这是由于热膨胀现象造成的。金属受热时，金属内部的原子获得能量，振动更加剧烈，导致金属膨胀。相反，当金属冷却时，原子失去能量，振动减弱，导致金属收缩。
金属的膨胀和收缩可用于各种应用中。例如，在热处理过程中，金属会暴露在极端温度下以硬化、软化或使其更耐用。当金属被加热然后快速冷却时，即所谓的淬火过程，金属会发生马氏体转变。这种转变可导致金属变硬或变软，具体取决于特定的合金。例如，钢可以通过快速冷却硬化，而铝合金则可能变软。
热处理过程中必须控制温度，以达到预期效果。如果温度升得太高，金属可能会转变得太快，导致晶粒长大等不必要的影响，从而使金属变得过软或过弱。另一方面，如果温度低于所需的范围，成品可能更容易开裂，变得脆弱。
在焊接过程中，局部加热会因膨胀和收缩受限而在金属中产生应力。通过在焊接前预热金属，减少加热区与周围金属之间的热梯度，可将这种应力降至最低。此外，选择低温焊接工艺和使用低熔点焊条或焊丝也有助于最大限度地减少应力和潜在裂纹。
总之，由于热膨胀，金属在加热时会膨胀，在冷却时会收缩。这种特性在热处理和焊接工艺等各种应用中都得到了利用。要达到预期效果并防止晶粒长大和开裂等不必要的影响，控制温度至关重要。
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