Heizen bezeichnet in der Werkstofftechnik die kontrollierte Zufuhr thermischer Energie, um Temperatur, Gefügezustand und damit die Eigenschaften eines Werkstoffs gezielt zu beeinflussen. Entscheidend sind dabei nicht nur die Endtemperatur, sondern auch Heizrate, Temperaturverteilung und Prozessatmosphäre.

Heizprozesse steuern im Wesentlichen thermisch aktivierte Vorgänge wie Diffusion, Phasenumwandlungen, Ausscheidungshärtung, Spannungsrelaxation und Sinterkinetik. In Wärmebehandlung und Thermomechanik bestimmen Heiz- und Abkühlpfade das resultierende Phasengefüge und damit Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsverhalten.

Technisch kommen unterschiedliche Heizverfahren zum Einsatz: Widerstandsheizung und Konvektionsöfen für volumetrische Erwärmung, induktive Erwärmung und Radiofrequenzheizung für schnelle, lokal begrenzte Aufheizung leitfähiger Werkstoffe, sowie Laserheizung, Infrarot- und Nahinfrarot-Erwärmung für oberflächennahe, hochgradig fokussierbare Wärmezufuhr. Diese Methoden unterscheiden sich in Eindringtiefe, Aufheizgeschwindigkeit, Wirkungsgrad und Regelbarkeit.

In der Forschung wird In-situ Erwärmung in Mikroskopie (z. B. TEM, SEM) und Diffraktometrie genutzt, um Gefügeänderungen während des Heizens zeit- und ortsaufgelöst zu beobachten. In der Praxis ist Vorwärmen zur Reduktion thermischer Spannungen, zur Steuerung der Schmelzbadgeometrie (z. B. beim Schweißen oder additiven Fertigen) und zur Minimierung von Rissbildung zentral.

Die präzise Auslegung des Heizvorgangs erfordert die Kopplung von Wärmeübertragungs-, Diffusions- und Phasendiagramm-Modellen und ist damit ein Schlüsselwerkzeug für das tailoring moderner Werkstoffe.