Kinetik beschreibt in der Werkstoffwissenschaft die zeitliche Entwicklung mikrostruktureller und chemischer Zustände unter definierten thermodynamischen Triebkräften. Während die Thermodynamik angibt, welches Gleichgewicht prinzipiell erreichbar ist, bestimmt die Kinetik, ob und wie schnell dieses Gleichgewicht tatsächlich eingestellt wird.

Zentrale Größe der Kinetik ist die Reaktions- bzw. Umwandlungsgeschwindigkeit, die häufig als Funktion von Temperatur, Konzentration, Spannungszustand und Mikrostruktur formuliert wird. Typisch ist eine Arrhenius-Abhängigkeit mit einer charakteristischen Aktivierungsenergie, die die energetische Barriere der zugrunde liegenden atomaren Prozesse (z. B. Gitterdiffusion, Grenzflächendiffusion, Versetzungsbewegung) quantifiziert.

Wesentliche Anwendungsfelder sind die diffusionelle Kinetik (z. B. Legierungsausscheidung, Entmischung), die Ausscheidungs- und Phasenumwandlungskinetik (z. B. Perlitbildung, Martensitbildung mit nachfolgender Ausscheidung) sowie die Erstarrungskinetik bei Guss- und Schweißprozessen. Hier bestimmen nukleations- und wachstumsgetriebene Mechanismen die resultierende Phasenmorphologie und Korngrößenverteilung.

Zur quantitativen Beschreibung werden Modelle der Reaktionskinetik (z. B. Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov-Gleichungen), Diffusionsgleichungen (Fick) und gekoppelte thermo-mechanisch-diffusionelle Ansätze eingesetzt. Kinetische Beschreibungen sind essenziell für das Prozessdesign (Wärmebehandlung, Sinter-, Beschichtungs- und Reduktionsprozesse) und ermöglichen es, aus vorgegebenen Prozesspfaden gezielt gewünschte Eigenschaftsprofile der Werkstoffe abzuleiten.