Microstructura determină proprietăți. Evoluția este condusă de faze-:
Stare recoacetă:Răcirea lentă din regiunea austenită are ca rezultat o microstructură grosieră de ferită-perlită. Perlita este un amestec lamelar de ferită și cementită (carbură de fier). Această structură este moale și ductilă, dar slabă.
Stare normalizată:Răcirea mai rapidă cu aer rafinează boabele. Microstructura este o perlită mai fină, cu ceva ferită, oferind o îmbunătățire modestă a rezistenței și tenacității față de starea recoaptă.
Stare stinsă (ca{0}}stins):Răcirea rapidă (stingerea uleiului) din austenită suprimă transformările bazate pe difuzie{0}}, rezultând martensită. Aceasta este o soluție solidă suprasaturată extrem de tare, puternică, dar fragilă de carbon în fier, cu o structură asemănătoare unui ac-.
Stare stinsă și temperată (+QT):Călirea martensitei ameliorează tensiunile interne și permite precipitarea carburilor fine. Microstructura finală estemartensită temperată(sau bainita superioară dacă răcirea a fost puțin mai lentă). Acesta constă dintr-o matrice de ferită fină și dură, cu o dispersie uniformă de particule de carbură foarte mici și stabile (cum ar fi Mo2C, Cr7C3). Această structură oferă echilibrul optim de rezistență ridicată (din matrice și carburi) și rezistență/ductilitate bună (din ferita eliberată de tensiune).