Kinetik bezeichnet in den Ingenieur- und Naturwissenschaften die Beschreibung der zeitlichen Abläufe physikalischer und chemischer Prozesse. In der Werkstofftechnik steht sie im Gegensatz zur Thermodynamik: Während die Thermodynamik nur Gleichgewichtszustände und Triebkräfte (z.B. chemische Potentiale) beschreibt, quantifiziert die Kinetik, wie schnell ein Zustand erreicht wird.

Zentrale kinetische Größen sind Reaktionsgeschwindigkeiten, Diffusionskoeffizienten, Keimbildungs- und Wachstumsraten sowie Umwandlungsgeschwindigkeiten bei Phasenumwandlungen. Typisch ist eine Aktivierungsenergie-beschriebene Temperaturabhängigkeit, häufig nach dem Arrhenius-Gesetz. Kinetische Modelle koppeln diese Geschwindigkeiten mit Transportphänomenen (Massen-, Wärme- und Impulstransport).

In der Werkstoffentwicklung ist die Kinetik entscheidend für Wärmebehandlungen (Austenitisierung, Abschrecken, Anlassen), Ausscheidungshärtung, Sinterprozesse, Oxidations- und Korrosionsverhalten sowie für Umformprozesse bei hohen Dehnraten. Zeit-Temperatur-Umwandlungs- (ZTU) und Zeit-Temperatur-Austenitkorrosions- (ZTA) Diagramme sind klassische kinetische Darstellungen für Phasenumwandlungen in Stählen.

Moderne Ansätze der Werkstoffkinetik umfassen kontinuierliche Umwandlungsmodelle (z.B. Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov), phasenfeldbasierte Simulationen und gekoppelte thermo-mechanisch-diffusive Modelle. Präzise kinetische Beschreibung erlaubt es, Mikrostrukturen gezielt zu steuern und damit geforderte Eigenschaftsprofile zu realisieren.