1. La ferrite
La ferrite est une solution solide interstitielle formée de carbone dissous dans du fer alpha. On l'appelle souvent ferrite ou ferrite. Elle conserve la structure cubique centrée de l'alpha-Fe. La ferrite a une faible teneur en carbone et ses propriétés mécaniques sont proches de celles du fer pur : plasticité et ténacité élevées, résistance et dureté faibles.
2. L'austénite
L'austénite est une solution solide interstitielle de carbone dissous dans -Fe, généralement exprimée sous la forme ou A. Elle maintient la structure de réseau cubique à faces centrées du gamma-Fe. L'austénite a une solubilité du carbone plus élevée que la ferrite et ses propriétés mécaniques sont caractérisées par une bonne plasticité, une faible résistance, une faible dureté et une déformation plastique facile.

3. La cémentite
La cémentite est un composé formé de fer et de carbone, dont la formule chimique est Fe3C. Elle contient 6,69% ​​de carbone et possède une structure cristalline complexe. La cémentite a une dureté très élevée, une plasticité médiocre, presque nulle, et est une phase dure et cassante. La cémentite joue un rôle de renforcement dans l'acier au carbone. Dans les alliages fer-carbone, plus la teneur en carbone est élevée, plus il y a de cémentite, plus la dureté est élevée et plus la plasticité des alliages est faible.
4. Perlite
La perlite est un mélange mécanique de ferrite et de cémentite, généralement désigné par la lettre P. Sa teneur moyenne en carbone est de 0,77 % et ses propriétés mécaniques se situent entre celles de la ferrite et de la cémentite, avec une résistance élevée, une dureté modérée et une certaine plasticité. Le traitement thermique permet de répartir la cémentite sous forme granulaire sur la matrice de ferrite. Ce type de structure est appelé perlite sphérique et ses performances globales sont meilleures.
5. Lédéburite
La leuténite est un mélange mécanique d'austénite et de cémentite, généralement exprimé en Ld. La teneur moyenne en carbone de la leuténite était de 4,3 %. Une fois refroidie à 727 ℃, l'austénite de la leuténite sera convertie en perlite. Ainsi, en dessous de 727 ℃, la leuténite est constituée de perlite et de cémentite, appelée leuténite à basse température, désignée par Ld'. La microstructure de la leuténite est basée sur la cémentite, ses propriétés mécaniques sont donc dures et cassantes.