合金
共晶をつくる合金(例えばSn-Pbなど)では、それぞれの単独の金属の融点に比べて合金の融点を下げることができるため、より低融点の金属を得ることができる。このため、二種類の金属を接した状態で加熱すると、それぞれ単独の金属では融点に達しない温度であっても、接している部分から合金となって融けてゆく現象が起こる。たとえば、低融点の金属を加熱して液体とし、そこに高融点の金属を固体のまま投入することで、融かし込んで合金を作ることができる。太古から青銅作りなどで経験則的に利用されていた。
合金は、組成によって融点や各温度での結晶構造が変化する。このため、主要な合金については様々な組成と温度での合金の状態をまとめた図が作られている。この図を状態図とよぶ。特に、鋼に関するFe-C系状態図は有名である。鋼のなかでも特殊鋼は添加元素も複雑になり、特に工具鋼はもっとも複雑な合金系に属し、最近の熱力学による状態図計算アルゴリズムあるいは人工知能分野のニューラルネットワーク技術の進展(マテリアルズ・インフォマティクス)により10以上の元素種を制御する合金設計を行うことで達成されている。本材料は塑性加工のみならず潤滑油や有機物を介した摩擦機構一般分野の摺動部品への適用も始まっており先端分野ですそのが広い応用が期待されている。。