工业纯铁虽然塑性较好，但强度较低，所以很少用它制造机械零件，常用的是铁碳合金。铁碳合金中的相结构有以下几种。

(1)铁素体。纯铁在912℃以下具有体心立方晶格。碳溶于α- Fe中的间隙固溶体称为铁素体，用符号F表示。由于是体心立方品格间隙的直径很小，因而溶碳能力差，在727℃时溶碳量最大（wc=0.0218%）；随着温度下降，溶碳量逐渐减少，在600℃时溶碳量约为wc=0.0057%，因此其室温时的性能几乎与纯铁相同，数值如下：

抗拉强度σb 180~280MPa

屈服点σs 100~170MPa

伸长率δ 30%~50%

断面收缩率ψ 70%～80%

冲击韧度αK 160~200J/cm²

硬度 ~80HBW

由此可见，铁素体的强度、硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。

铁素体在770℃以下具有铁磁性，在770℃以上则失去铁磁性。

(2)奥氏体。碳溶于γ- Fe中的间隙固溶体称为奥氏体，以符号A表示。由于γ- Fe是面心立方晶格，它的致密度虽然高于体心立方晶格的α- Fe，但由于其晶格间隙的直径要比α- Fe大，故溶碳能力也较大。在1148℃时，溶碳能力最大（wc=2.11%）；随着温度下降，溶碳量逐渐减少，在727℃时的溶碳量为wc=0.77%。