El diagrama Fe-Fe3C contiene tres transformaciones invariantes (Figura 1).
Figura 1
Comenzando de mayor a menor temperatura, a 1495 ºC aparece una reacción peritéctica: una solución líquida del 0.53% de carbono se combina con ferrita d del 0.09% de carbono, dando lugar a otra fase sólida distinta (austenita) del 0.17% en carbono. La ecuación que describe esta conversión puede escribirse como:
La transformación eutéctica se da para aleaciones con contenidos de carbono superiores al 2.11%, y como un acero es, por definición, una aleación férrea con menos del 2.11% C, la transformación eutéctica no tiene interés para el estudio de los aceros (aunque sí para las llamadas fundiciones blancas).
Por último, a 727 ºC, austenita del 0.77% C se convierte en un agregado de ferrita del 0.022% C y de cementita. Esta transformación es del tipo eutectoide y puede representarse:
El microconstituyente formado por laminillas alternas de ferrita y cementita se llama perlita.