金屬在固態下隨温度的變化,由一種晶格變為另一種晶格的現象,稱為金屬的同素異晶轉變。由同素異晶轉變所得到的不同晶體的晶體,稱為同素異晶體。
液態純鐵冷卻到1538℃時,結晶成具有體心立方晶格的δ-Fe繼續冷到1394℃時發生同素異晶的轉變,體心立方晶格δ-Fe轉變為面心立方晶格γ-Fe再繼續冷卻到912℃時,γ-Fe又轉變為體心立方晶格的α-Fe。純鐵變為固態後發生了兩次同素異晶轉變。
根據這一特性,我們可以人為地控製冷卻速度,從而改變同素異構轉變後的晶粒大小,從而改變金屬的性能,它是我們進行金屬熱處理的理論基礎。