При температурах выше линии ликвидуса ABCD на диаграмме все сплавы находятся в жидком состоянии. При охлаждении сплавов по линии АВ из жидкости выпадают кристаллы твердого раствора углерода в δ-Fe; по линии ВС-кристаллы твердого раствора углерода в γ-Fe, который носит название аустенита, a по линии CD-кристаллы химического соединения Fe3C - цементита. На линии солидуса AHIECF заканчивается затвердевание всех сплавов. В промежутке между ликвидусом ABCD и солидусом AHIECF сплавы состоят из жидкости и твердых кристаллов. Кристаллы твердого раствора δ-Fe будут выпадать из жидкости в области АНВА, γ-Fe - в области IBCEI и цементита - в области DCFD.

Ниже линии солидуса в области AHNA существует твердый раствор углерода в δ-Fe, в области HINH - смесь твердых растворов углерода - в δ- и γ-Fe в области NIESOGN твердый раствор углерода в γ-Fe. В области EeSE образуется твердый раствор углерода в γ-Fe и кристаллы цементита, в области EeRCE - цементит и эвтектика - механическая смесь цементита и твердого раствора углерода в γ-Fe, содержащая по 4,3% С соответственно точке С. Эвтектика с 4,3% С, отвечающая по составу точке С и состоящая из аустенита и цементита, носит название ледебурита.

При дальнейшем охлаждении ниже этих областей затвердевшие сплавы претерпевают последующие превращения.
Твердый раствор углерода в γ-Fe, т. е. аустенит, в зависимости от содержания в нем углерода выделяет при понижении температуры α-Fe по линии GS и цементит - по линии SE. Вследствие этого в области GSP сплавы состоят из твердых растворов углерода в α-Fe и γ-Fe. В области GPQMG получается твердый раствор углерода в α-Fe.

В отличие от эвтектического превращения, происходящего при затвердевании жидкого раствора, превращение, подобное ему, но происходящее при распадении твердого раствора, называется эвтектоидным превращением, а получаемая при этом равномерная механическая смесь фаз - эвтектоидом.
По линии PSK аустенит распадается на эвтектоидную смесь - перлит, состоящий из механической смеси цементита и феррита, т. е. твердого раствора углерода в α -железе, содержащего 0,03% С. Состав перлита соответствует точке S, т. е. перлит содержит 0,83% С.
Температура перехода аустенита в перлит при охлаждении обозначается Ar1, а обратного перехода перлита в аустенит при нагревании – Ас1. Точки линии SE, соответствующие выпадению из аустенита вторичного цементита, обозначаются Асm.