W układzie równowagi żelazo-cementyt występują trzy fazy stałe, mianowicie:
Ferryt (α) - międzywęzłowy roztwór stały węgla w Feα o strukturze A2 i maksymalnej rozpuszczalności węgla w żelazie wynoszącej od 0,02% w temperaturze przemiany eutektoidalnej malejącej do 0,008% w temperaturze pokojowej. Ferryt jest składnikiem miękkim (ok. 80HB) o stosunkowo niewielkiej wytrzymałości (Rm= 300MPa) i dobrym wydłużeniu ( A5- 40%).
Austenit (γ) - między węzłowy roztwór stały węgla w Feγ o strukturze A1 i rozpuszczalności węgla od 0,8% w temperaturze przemiany eutektoidalnej do 2,11% w temperaturze przemiany eutektycznej. Posiada on niezłe właściwości wytrzymałościowe (Rm ≈750MPa a twardość ≈ 200HB) oraz bardzo dobre plastyczne (A5 ≈50%).
Cementyt (Fe3C) - metastabilny węglik żelaza o strukturze rombowej złożonej i zawartości węgla 6,67%. Jest to faza bardzo trwała (ok. 800HB) i krucha, wydzielająca się w trakcie chłodzenia w różnych zakresach temperatury jako cementyt pierwszorzędowy - podczas krzepnięcia, cementyt drugorzędowy - wydzielający się z austenitu w wyniku malejącej rozpuszczalności węgla w Feγ wraz z obniżaniem temperatury oraz jako jeden ze składników mieszaniny eutektoidalnej, oraz cementyt trzeciorzędowy wydzielające się z ferrytu wskutek malejącej rozpuszczalności węgla w Feα podczas obniżania temperatury stopu.
Składnikami strukturalnymi w układzie żelazo- cementyt są:
Ledeburyt - mieszanina eutektyczna austenitu i Fe3C (pierwszorzędowego), powstająca podczas krzepnięcia ciekłego stopu o zawartości 4,3%C. Ledeburyt jest składnikiem, tzw. żeliwa białego o bardzo dużej twardości, nieobrabianego za pomocą konwencjonalnych obróbek skrawania z wyjątkiem szlifowania.
Perlit - mieszanina eutektoidalna ferrytu i Fe3C (drugorzędowego), powstająca z rozpadu austenitu o zawartości 0,8%C. Perlit ma najczęściej budowę płytkową, w której płytki ferrytu są ułożone na przemian z płytkami cementytu drugorzędowego