Белые чугуны по содержанию углерода разделяются: на доэвтектические — до 4,3% углерода; эвтектический— 4,3% углерода; заэвтектические — более 4,3% углерода.

При 910° С y-модификация железа должна переходить в a-модификацию, однако наличие углерода в кристаллической решетке y-Fe расширяет область ее устойчивости и аустенит сохраняется при температурах ниже 910° С. Наименьшая температура, при которой в условиях медленного охлаждения еще сохраняется аустенит, равна 727° С, при этом в аустените содержится 0,8% углерода. При дальнейшем охлаждении происходит распад твердого раствора с образованием феррита и цементита.

Железо—углерод или, точнее, железо — цементит, так как железо образует с углеродом химическое соединение карбид железа Fe3C, называемый цементитом. На диаграмме рассматриваются превращения в сплавах с концентрацией углерода от 0 до 6,67%, т. е. от чистого железа до чистого цементита.

Известны три аллотропические модификации железа, взаимно превращающиеся друг в друга, в соответствии с чем на кривой охлаждения чистого железа имеется несколько критических точек.
Верхняя критическая точка соответствует температуре затвердевания железа; критические точки указывают на превращения в твердом состоянии.