過冷奧氏體的轉變及其產物
如果將奧氏體化后的鑄鐵冷卻到A1溫度以下（此時的奧氏體稱為過冷奧氏體），奧氏體就會發生轉變。其轉變可以是珠光體轉變、貝氏體轉變、或馬氏體轉變。究竟發生何種轉變一方面取決于各種轉變生成相在不同溫度下的自由能，另一方面與各種轉變所要求的動力學條件有關。
對于鐵碳合金，珠光體轉變發生在A1以下至550℃左右。在此溫度下，原子可以充分擴散，轉變產物為珠光體。在一般情況下，珠光體內的鐵素體和滲碳體呈片狀相間分布，其片層厚度與珠光體轉變溫度有關。轉變溫度越低，所形成的珠光體分散度越高，片層間距越小，其力學性能越高。隨著轉變溫度的降低，其轉變產物依次為粗大珠光體或稱珠光體，細珠光體或稱索氏體，極細珠光體或稱屈氏體（托氏體）。
如果奧氏體冷卻到大約220～550℃進行轉變，由于溫度較低，原子的擴散不能充分進行，奧氏體分解為介穩定的過飽和α-Fe與碳化物（或滲碳體）的混合物。這種轉變產物稱為貝氏體。貝氏體分為上貝氏體和下貝氏體。在接近珠光體轉變溫度（550℃稍下）所形成的貝氏體稱為上貝氏體，由平行的α-Fe相和其間分布的碳化物所組成。在金相顯微鏡下，上貝氏體呈羽毛狀，因此又叫做羽毛狀貝氏體。在靠近馬氏體轉變溫度（220℃稍上）所形成的貝氏體稱為下貝氏體，由針狀過飽和α-Fe及其上分散的微細碳化物所組成，又叫做針狀貝氏體。
如果奧氏體冷卻到更低的溫度進行轉變，原子的擴散已無法進行，奧氏體只能以非擴散的形式轉變為馬氏體。奧氏體只有冷卻到某一溫度以下才可以發生馬氏體轉變，這個溫度稱為馬氏體轉變開始點，簡稱馬氏體點。馬氏體轉變的特點是在轉變過程中鐵、碳原子都不發生擴散，所生成的馬氏體與原來的奧氏體成分相同。從晶體結構上看，馬氏體仍是碳在α-Fe中的過飽和固溶體。高碳馬氏體在金相顯微鏡下呈針狀。