เมื่อเข้าสู่โลกของโลหะ เราจะต้องตกตะลึงกับคุณสมบัติทางกายภาพที่หลากหลายของมัน ตั้งแต่เครื่องประดับที่เรืองแสงเป็นสีทอง ไปจนถึงคานเหล็กที่รับแรงกดดันได้หลายพันตัน ทุกการใช้งานของโลหะเกิดจากดีเอ็นเอทางกายภาพเฉพาะตัวของมันคุณสมบัติทางกายภาพไม่เพียงแค่สีที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ยังครอบคลุมความแข็ง จุดหลอมเหลว ความหนาแน่น และคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและนำความร้อนในมิติอื่นๆ

ความสมดุลระหว่างคุณสมบัติที่สุดขั้ว

ในศาสตร์วัสดุ เราใช้ข้อมูลเป็นหลัก ตัวอย่างเช่นอลูมิเนียมซึ่งมีความหนาแน่นต่ำเพียง $2.70\text{ g/cm}^3$ และมีความสามารถในการนำไฟฟ้าและนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม จึงกลายเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมการบินและภาชนะปรุงอาหาร อย่างไรก็ตาม โลหะบริสุทธิ์มักมีข้อเสียในด้านความแข็งหรือความต้านทานการกัดกร่อน ในจุดนี้เอง เหล็กผสม ซึ่งเป็นสารพิเศษที่เกิดจากการหลอมรวมโลหะกับโลหะหรือธาตุไม่ใช่โลหะอื่นๆ จึงปรากฏขึ้นเหล็กผสม— สารพิเศษที่เกิดจากการหลอมรวมโลหะกับโลหะหรือธาตุไม่ใช่โลหะอื่นๆ จึงเกิดขึ้นมา

เหล็กผสมไม่ใช่เพียงการรวมกันทางกายภาพอย่างง่าย ด้วยปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอม จึงสามารถแสดงคุณสมบัติที่เหนือกว่าโลหะบริสุทธิ์ เช่น ความแข็งที่สูงขึ้น จุดหลอมเหลวที่ต่ำลง และความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้น การเปลี่ยนแปลงจาก 'คุณสมบัติธรรมชาติ' สู่ 'คุณสมบัติทางวิศวกรรม' นี้ คือรากฐานของอารยธรรมอุตสาหกรรมสมัยใหม่