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Si les diagrammes de phases prédisent les phases qu'on observe à l'équilibre, ils ne permettent pas, en général, d'expliquer les microstructures obtenues dans les conditions des traitements industriels (thermiques, thermo-mécaniques). Ces derniers sont en effet rarement suffisamment lents pour qu'à chaque instant l'équilibre soit atteint. Pour des raisons essentiellement cinétiques, des phases métastables peuvent apparaître, et les microstrucutures peuvent adopter des morphologies particulières.
Dans le domaine des hautes températures, les transformations de phases sont souvent contrôlées par la diffusion des éléments d'alliage. Les premières étapes des transformations, cruciales pour la suite, sont la décomposition spinodale, ou la germination, dont une description sommaire est donnée dans ce cours.