Fe3C (sementit) fazı, ortorombik kristal yapıya sahip olup, düşük sıcaklıklarda ve yüksek karbon içeriğinde (yaklaşık %6,67) kararlıdır. Kararlı olduğu fazlar: Perlit: Ferrit ana matrisi üzerinde sementit lamellerinin dizilmesiyle oluşan mikro yapıdır ve %0,8 C içeren çeliklerde oda sıcaklığında kararlı hale gelir. Ledeburit: Ostenit ve sementit fazlarının ötektik karışımıdır ve %4,3 C içeren dökme demirlerin yapısında bulunur. Kararlı olmadığı fazlar: Ferrit (α-Fe): Düşük sıcaklıklarda bulunur ve karbon çözünürlüğü sınırlıdır. Ostenit (γ-Fe): Yüksek sıcaklıklarda kararlıdır. Fe3C fazı, yüksek sıcaklıklarda yeterince bekletilirse, sementitin ayrışması sonucu grafitlenme görülebilir.