> Połowa XIX wieku: opracowanie metod charakteryzowania właściwości mechanicznych materiałów oraz procedur badań. Wykrycie efektów związanych z odkształceniem sprężystym i plastycznym metali. Pierwsze badania nad wpływem składu chemicznego materiałów i ich obróbki cieplnej na mikrostrukturę oraz związku mikrostruktury z właściwościami użytkowymi. Początek prac nad zjawiskiem prowadzącym do umocnienia stali podczas hartowania (koniec prac — początek 1 wojny światowej).
> Koniec XIX wieku: wynalezienie dokładnej metody pomiaru temperatury za pomocą termopary (Le Chatelier), co pozwoliło na wyznaczanie wykresów równowagi fazowej, przy zastosowaniu termodynamicznych zasad opracowanych przez Gibbsa. Wykresy ilustrują skład fazowy (strukturę) stopów w funkcji składu chemicznego i temperatury. Wykresy mają do dziś podstawowe znaczenie przy projektowaniu stopów.