Перетворення з рідкого стану в твердий (первинна кристалізація).

Лінія АСD — ліквідус, а лінія АECF — солідус.

Вище за лінію АС сплави системи знаходяться в рідкому стані (Ж).

По лінії АС з рідкого розчину починають випадати кристали твердого розчину вуглецю в у-залізі, званого аустенітом (А); отже, в області ACE знаходитиметься суміш двох фаз — рідкого розчину (Ж) і аустеніту (А).

По лінії СD з рідкого розчину починають випадати кристали цементіта (Ц); в області діаграми СDF знаходиться суміш двох фаз — рідкого розчину (Ж) і цементіта (Ц). У крапці З при масовому вмісті З 4,3 % і температурі 1147°С відбувається одночасно кристалізація аустеніта і цементіта і утворюється їх тонка механічна суміш евтектика, звана в цій системі ледебуритом (Л). Ледебурит присутній у всіх сплавах з масовим вмістом З від 2,14 до 6,67 %. Ці сплави відносяться до групи чавуну.

Точка Е відповідає граничному насиченню заліза углеродом (2,14 %). Сплави, лежачі лівіше за цю крапку, після повного твердіння представляють один аустеніт. Ці сплави відносяться до групи сталі.

Перетворення в твердому стані — вторинна кристалізація.:

Лінії GSЕ, РSК і GРQ показують, що в сплавах системи в твердому стані відбуваються зміни структури. Перетворення в твердому стані відбуваються унаслідок переходу заліза з однієї модифікації в іншу, а також у зв'язку із зміною розчинності вуглецю в залозі.

В області діаграми АGSЕ знаходиться аустеніт (А). При охолодженні сплаву аустеніт розпадається з виділенням по лінії GS фериту (Ф) — твердого розчину вуглецю в а-залозі, а по лінії SE — цементіта. Цей цементіт, випадний з твердого розчину, називається вторинним (ЦII) на відміну від первинного цементіта (Ц1), випадного з рідкого розчину. В області діаграми GSР знаходиться суміш двох фаз — фериту (Ф) і аустеніту (А), що розпадається, а в області SEe1 — суміш вторинного цементіта і аустеніту, що розпадається.

У точці S при масовому вмісті вуглецю 0,8 % і при температурі 727 °С увесь аустеніт розпадається і одночасно кристалізується тонка механічна суміш ферита і цементита — евтектоїд (тобто подібний до евтектики), який в цій системі називається перлитом (П). Сталь, що містить 0,8 % З, називається евтектоїдною, менше 0,8 % — доевтектоїдною, від 0,8 до 2,14 % З — заевтектоїдною.

При охолоджуванні сплавів по лінії РSК відбувається розпад аустеніту, що залишився в будь-якому сплаві системи, з утворенням перлиту; тому лінія РSK називається лінією перлитового (евтектоїдного) перетворення.

Порівнюючи між собою перетворення в крапках C і S діаграми, можна відзначити наступне:

1) вище за крапку Із знаходиться рідкий розчин, вище за точку S — твердий розчин — аустеніт;

2) у крапці C сходяться гілки АС і СD, які вказують на початок виділення кристалів з рідкого розчину (первинній кристалізації); у точці S сходяться гілки GS і SE, вказуючі на початок виділення кристалів з твердого розчину (вторинній кристалізації);

3) у крапці C рідкий розчин, що містить 4,3 % З, кристалізується з утворенням евтектики — ледебуриту, в точці S твердий розчин, що містить 0,8 % З, перекрісталлізуєтся з утворенням евтектоїду — перлиту;

4) на рівні крапки C лежить пряма ЕF евтектичного (ледебурітного) перетворення, на рівні точки S — пряма РК. евтектоїдного (перлитового) перетворення