Azt a jelenséget, amikor egy elem vagy ötvözet összetételének megtartása mellett többféle kristályszerkezetűvé alakul át, polimorfizmusnak nevezzük. Fémes anyagok polimorfizmusa az allotrópia. Ugyanannak a kristályos anyagnak különféle kristályszerkezetű változatát módosulatnak, egyik módosulatából a másikba való átkristályosodását allotrop átalakulásnak nevezzük, ilyen átalakulásra képes a színvas is. A vas legfontosabb ötvözőeleme a szén, illetve karbon. A vas-karbon, illetve vas-szén ötvözetet acélnak nevezzük. A vas-karbon rendszer állapotábrája egy összetett, eutektikumot és eutektoidot is tartalmazó diagram. Ismerete és megértése alapvető fontosságú az acélok tulajdonságainak és hőkezelési folyamatainak megértéséhez. A diagramban az átalakulásokra jellemző vonalak láthatóak, és a jellemző hőmérsékleteket és kémiai összetételeket lehet róla leolvasni. Az ilyen diagramok úgy készülnek, hogy rögzítik adott összetételű ötvözetek lehűlési görbéjét, és az átalakulási diagramban a lehűlési görbén mutatkozó töréspontokat ábrázolják. Az átalakulási diagram tehát felfogható úgy is, mint egymás mellé helyezett lehűlési görbék pontjainak sorozata.