纯金属Fe的同素异构是热处理的相变基础，但是在材料的力学性能上提高不多。碳元素的引入使纯金属铁形成固溶体，获得固溶强化，适当的碳量还能形成合金化合物。在铁碳合金相图中的平衡组织。
含碳量对平衡状态下钢组织的力学性能的影响：当钢种含碳量低于0.9%(质量分数)时，随着含碳量得增加，钢的强度、硬度直线上升，塑性、韧性不断下降；当含碳量大于0.9%时，由于出现二次碳化物网，钢的塑性、韧性进一步降低，同时强度也明显下降。所以实际用的钢种，为了保证足够的强度和一定的塑性、韧性，含碳量一般不超过1.3%~1.4%。
铁碳合金基体的淬火硬度主要来自于碳的固溶强化作用。
