علم الفلزات
أشهر الفلزات التي تستخدم في التطبيقات الهندسية هي الألومنيوم الكروم النحاس الحديد الماغنيسيوم النيكل التيتانيوم الزنك. هذه العناصر تستخدم غالباً في صورة سبائك. وقد بذل الكثير من الجهد لفهم مخطط أطوار سبائك الحديد والكربون، والذي يتضمن سبائك الصلب والحديد الزهر. يتم استخدام الصلب منخفض الكربون التطبيقات التي تتطلب القوة العالية والتكلفة المنخفضة، دون أن يكون الوزن أو التآكل مؤثراً. الحديد الزهر، بما في ذلك الحديد الزهر المرن هو أيضاً من مخطط أطوار الحديد والكربون.
منغنيز
إن منشأ اسم المنغنيز معقد. في العصورالقديمة, كان اثنان من المعادن السوداء من ماغنسيا والتي تقع الآن في اليونان الحديثة، كان يطلق على كليهما اسم مغنيس طبقا لموطنهم الأصلي، وكان هناك اختلاف في الجنس. وقد جذب ذكر المغنيس الحديد، وكان خام الحديد والذي نعرفه الآن باسم حجر المغناطيس أو أكسيد الحديد المغناطيسي, وهو الذي ربما اعطى لنا مصطلح مغناطيس.و لم تجذب أنثى المغنيس الحديد, ولكنها تستخدم لإزالة لون الزجاج. ولقد سميت أنثى المغنيس فما بعد بالمغنسيا, والتي تعرف الآن في العصر الحديث البيرولوزيت أو ثاني أكسيد المنغنيز هذا المعدن ومعدن المنغنيز نفسه ليسا مغناطيسيان.
في القرن السادس عشر، كان يسمى ثاني أكسيد المنغنيز بالمنغانسوم (لاحظ 2 ن بدلا من1) من قبل صناع الزجاج، ومن المحتمل ان يكون ذلك عبث أو سلسلة من كلمتين, ومنذ ان قررالكيميائيون وصناع الزجاج في نهاية المطاف التفرقة بين ماغنسيا نيجرا)الخام الأسود) من ماغنسيا ألبا (خام أبيض, أيضا من مدينة ماغنسيا، مفيد أيضا في صناعة الزجاج.) 
وقد أطلق ميشيل ميركاتي على المغنسيا نيغرا منغنزا, وفي النهاية المعدن المعزول منه يصبح معروف بـاسم المنغنيز.
استخدمت كلمة ماغنيسيا في نهاية المطاف للتعبير فقط عن ألبا مغنيسيا الأبيض (أكسيد المغنيسيوم(، والتي وفرت اسم المغنيسيوم لهذا العنصر الحر، عندما كانت معزولة في نهاية المطاف، في وقت لاحق من ذلك بكثير.
وتكون العديد من أكاسيد المنغنيز، وعلى سبيل المثال ثاني أكسيد المنغنيز، متوفرة في الطبيعة، ولها لونها المميز، وقد استخدمت هذه الأكاسيد منذ العصر الحجري. وتحتوي لوحات الكهوف في جارجاس على المنجنيز وأصباغه وهذه اللوحات تبلغ من العمر من 30000 إلى 24000 سنة.
وقد استخدمت مركبات المنغنيز من قبل المصريين وصناع الزجاج الروماني، لإزالة أي لون من الزجاج أو إضافة لون لها. استخدام "صابون صناع الزجاج" امتد خلال العصور الوسطى وحتى العصر الحديث، وكما يظهرفي القرن الرابع عشر زجاج من البندقية.
و نظرا لاستخدامها في صناعة الزجاج، كان ثاني أكسيد المنغنيز متاح للكيميائيين، الكيميائيين الأولين، وكانت تستخدم للتجارب. اكتشف اغناطيوس جوتفريد كايم (1770) ويوهان جلوبر (القرن السابع عشر) انه يمكن تحويل ثاني أكسيد المنغنيز إلى برمنجنات، ككاشف مختبر مفيد. في منتصف القرن 18، استخدم الكيميائي السويدي كارلفيلهيلم شيل ثاني أكسيد المنغنيز لإنتاج الكلور.
أولا، تم صنع حمض الهيدروكلوريك، أو مزيج من حامض الكبريتيك المخفف وكلوريد الصوديوم لكي يتفاعل مع ثاني أكسيد المنغنيز، وحامض الهيدروكلوريك مستخدم في وقت لاحق من عملية لو بلنك ,وإعادة تدوير ثاني أكسيد المنجنيز من خلال عملية ويلدون. وكان إنتاج الكلور وهيبوكلوريت التي تحتوي على عوامل تبيض يستهلك كميات كبيرة من خامات المنغنيز.
وكان شيل والكيميائيين الآخرين على علم بأن ثاني أكسيد المنجنيز يحتوي على عنصر جديد، لكنهم لم يتمكنوا من عزله. وكان يوهان غوتليب جاهن أول من عزل عينة غير نقية من معدن المنغنيز في 1774، عن طريق الحد من ثاني أكسيد مع الكربون.
قاد محتوى المنجنيز في بعض خامات الحديد المستخدمة في اليونان إلى المضاربات حيث أن الصلب المنتج من هذا الخام يحتوي على كميات غير مقصودة من المنغنيز، مما يجعل الصلب المتقشف صعب للغاية. حول بداية القرن التاسع عشر، استخدم المنغنيز في صناعة الصلب ومنحت العديد من براءات الاختراع. في عام 1816، لوحظ أن إضافة المنغنيزإلى الحديد جعلته أقوى، دون أن يجعله أكثر هشاشة. في 1837، لاحظ الأكاديمي البريطاني جيمس كوبر وجود علاقة بين التعرض الثقيل إلى المنغنيز في المناجم مع شكل من أشكال مرض باركنسون (الشلل الرعاش).
في عام 1912، حصلت الولايات المتحدة علي براءة الاختراع في استخدام المنغنيز الفوسفاتي في غطاءات التحويل الكهروكميائي لحماية الأسلحة النارية ضد الصدأ والتآكل ، وشهدت استخدام واسع النطاق منذ ذلك الحين.