工業純鐵雖然塑性較好，但強度較低，所以很少用它制造機械零件，常用的是鐵碳合金。鐵碳合金中的相結構有以下幾種。

(1)鐵素體。純鐵在912℃以下具有體心立方晶格。碳溶于α- Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體，用符號F表示。由于是體心立方品格間隙的直徑很小，因而溶碳能力差，在727℃時溶碳量最大（wc=0.0218%）；隨著溫度下降，溶碳量逐漸減少，在600℃時溶碳量約為wc=0.0057%，因此其室溫時的性能幾乎與純鐵相同，數值如下：

抗拉強度σb 180~280MPa

屈服點σs 100~170MPa

伸長率δ 30%~50%

斷面收縮率ψ 70%～80%

沖擊韌度αK 160~200J/cm²

硬度 ~80HBW

由此可見，鐵素體的強度、硬度不高，但具有良好的塑性和韌性。

鐵素體在770℃以下具有鐵磁性，在770℃以上則失去鐵磁性。

(2)奧氏體。碳溶于γ- Fe中的間隙固溶體稱為奧氏體，以符號A表示。由于γ- Fe是面心立方晶格，它的致密度雖然高于體心立方晶格的α- Fe，但由于其晶格間隙的直徑要比α- Fe大，故溶碳能力也較大。在1148℃時，溶碳能力最大（wc=2.11%）；隨著溫度下降，溶碳量逐漸減少，在727℃時的溶碳量為wc=0.77%。