钢铁是工业中用的最多的合金材料，其中仅仅由铁与碳两钟元素组成的合金，称为碳素钢。
在铁碳合金中，碳与铁可以形成固溶体，也可以组成化合物，或者形成两者的混合物。
由此演化出来的基本组织类型有：奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体、萊氏体、魏氏组织和碳化物等。
1、奥氏体
奥氏体是碳溶解在γ－Fe（伽马铁）中的间隙固溶体，其溶碳能力较大。
奥氏体是在大于727℃高温时才能稳定存在的组织。
奥氏体塑性好，是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。
2、铁素体
碳溶于α-Fe（阿尔法铁）中的间隙固溶体称为铁素体，是结构钢最基础的主要组成相。
由于α-Fe（阿尔法铁）是体心立方晶格结构，它的晶格间隙很小，因而溶碳能力极差，在727℃时溶碳量最大，可达0.0218%，随着温度的下降溶碳量逐渐减小，在600℃时溶碳量约为0.0057%，在室温时溶碳量几乎等于零。
由于铁素体的溶碳能力很小，含碳量也很低，其性能与纯铁相似，塑性、韧性很好，强度、硬度较低。
3、马氏体
马氏体是碳与合金元素在α-Fe（阿尔法铁）中的过饱和固溶体。
马氏体是由呈现面心立方晶格的γ-Fe（伽马铁）的溶碳能力较高的高温奥氏体组织，在急速冷却（淬火）条件下，降到马氏体转变温度（Ms）时，则奥氏体中固 溶的碳原子没有时间扩散出γ-Fe（伽马铁）晶胞，就直接进入了体心立方的α-Fe（阿尔法铁）晶格中，而这种晶格的溶碳能力是很低的，则形成了过饱和间 隙固溶体，即发生了这种无扩散相变的马氏体转变。
由于间隙固溶的碳元素发生了过饱和固溶，使α-Fe（阿尔法铁）的晶格发生一定程度的畸变，其组织的最主要特点是具有高硬度和高强度。
4、渗碳体
渗碳体是铁碳合金凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物，即铁和碳组成的金属化合物，其熔点为1227℃左右，因而可分为一次渗碳体（从液体相中析出）、二次渗碳体（从奥氏体中析出）和三次渗碳体（从铁素体中析出）。
渗碳体中含碳量高、熔点高、抗拉强度高，但塑性和冲击韧性近于零。在钢中，渗碳体以不同形态和大小的晶体出现在组织中，对钢的力学性能影响很大，是碳钢中主要的强化相。
5、珠光体
珠光体是铁的固溶体（铁素体）和金属化合物（渗碳体）所组成的机械混合物。
在珠光体中，铁素体占88%,渗碳体占12%。
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好。
6、贝氏体
贝氏体是钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度区间以下，马氏体转变温度区间以上这一中温度区间((350～550℃)，即所谓“贝氏体转变温度区间”)转变而成，它是由铁素体及其内分布着弥散的碳化物所形成的复相（即两相混合物）组织。
贝氏体转变既具有珠光体转变，又具有马氏体转变的某些特征，而且贝氏体组织具有较高的强韧性配合。
在硬度相同的情况下，贝氏体组织的耐磨性明显优于马氏体，因此钢铁材料中的基体组织，能获得贝氏体是比较理想的。除了采用“等温淬火”的方法以外，也可在钢中加入合金元素，冶炼成贝氏体钢，如我国的14CrMnMoVB和14MnMoVB等。
