相變態（phase transformation）

水結成冰、蒸氣凝結成水，都是同樣的物質重新排列成不同的形態。在固態金屬裡，相變態就是原子從一種晶體排列或相的混合，重新排列成另一種，通常是因為你改變了溫度。戲劇性的地方在於：不像水在 0 度 C 就直接結冰，固態的相變態會因為你冷卻的快慢而被加速，或幾乎被完全凍結而來不及發生。

相（phase）是指一塊結構與成分都均勻的區域，例如鋼中的肥粒鐵，或沃斯田鐵。相變態把一組相轉換成另一組，例如沃斯田鐵（溶有大量碳的面心立方鐵）分解成肥粒鐵加雪明碳鐵。它分兩步發生：成核，新相的微小穩定種子出現；接著成長，這些種子逐漸長大。兩步都需要原子移動，而原子移動需要時間，所以相變態不是瞬間完成的。

平衡相圖告訴你「如果永遠等下去」該得到哪些相，卻完全沒提到時間。因為真實冷卻很快，冶金師實際使用的組織（細波來鐵、變韌鐵、麻田散鐵）都是非平衡的，永遠不會出現在相圖上。透過溫度與時間控制相變態，是工程師掌握金屬強度與韌性最大的一根槓桿。