Тепло призводить до розширення довжини або об’єму металу через підвищення температури. З іншого боку, коли метал охолоджується, атоми будуть займати менше місця і будуть стискатися. При зниженні температури металу він буде стискатися і може відрізнятися за деякими властивостями.
Коли метал охолоджується, атоми втрачають свою поточну кристалічну структуру та починають розташовуватися в нових орієнтаціях. Цей процес називається рекристалізацією, і зазвичай він починається в більш холодних областях металу, де швидкість охолодження вища.
Нагрівання або охолодження металевої банки зміна його мікроструктури, що викликає зміни в механічних і фізичних властивостях і впливає на поведінку металу під час обробки та експлуатації. Використовуючи термічну обробку, властивості металу можна покращити для застосування в галузях техніки.
Метали, які зазвичай є пластичними при кімнатній температурі, можуть втратити цю пластичність при низькій температурі та стати жорсткішими. Температура переходу крихкості — це температура, при якій руйнування сталі змінюються з пластичних на крихкі. Іншими словами, замість того, щоб зігнутися, він ламається.
Коли молекули мають меншу кінетичну енергію, вони в середньому рухаються повільніше, і, таким чином, вплив зіткнень між молекулами зменшується. Це дозволяє їм залишатися ближче один до одного. Тому в більшості випадків – як і з металом – зниження температури змушує предмети стискатися.
Швидке охолодження (наприклад, загартування в холодній воді) дає дрібнозернисту структуру та продукти, які не зустрічаються при повільному охолодженні. Це буде дають тверду, крихку сталь.