Основой для рассмотрения видов термической обработки стали является часть диаграммы железо-углерод, соответствующая содержанию углерода до 2,14 % и расположенная ниже линии солидус. Для этой части диаграммы характерны следующие структуры, переход которых из одной в другую характеризует основные превращения:
Аустенит — твердый раствор углерода в у-железе;
Перлит — эвтектоидная смесь феррита и цементита.
Мартенсит — пересыщенный твердый раствор углерода в а-железе.