Diagram fasa Fe-Fe3C menampilkan hubungan antara temperatur dan kandungan karbon (%C) selama pemanasan lambat. Dari diagram fasa tersebut dapat diperoleh informasi-informasi penting yaitu antara lain:1. Fasa yang terjadi pada komposisi dan temperatur yang berbeda dengan kondisi pendinginan lambat.2. Temperatur pembekuan dan daerah-daerah pembekuan paduan Fe-C bila dilakukan pendinginan lambat.3. Temperatur cair dari masing-masing paduan.4. Batas-batas kelarutan atau batas kesetimbangan dari unsur karbon pada fasa tertentu.5. Reaksi-reaksi metalurgis yang terjadi, yaitu reaksi eutektik, peritektik dan eutektoid.Beberapa istilah dalam diagram kesetimbangan Fe-Fe3C dan fasa-fasa yang terdapat didalamnya akan dijelaskan dibawah ini. Berikut adalah batas-batas temperatur kritis pada diagram Fe-Fe3C:- A1, adalah temperatur reaksi eutektoid yaitu perubahan fasa menjadi +Fe3C (perlit) untuk baja hypo eutektoid.- A2, adalah titik Currie (pada temperatur 769OC), dimana sifat magnetik besi berubah dari feromagnetik menjadi paramagnetik.- A3, adalah temperatur transformasi dari fasa menjadi (ferit) yang ditandai pula dengan naiknya batas kelarutan karbon seiring dengan turunnya temperatur.- Acm, adalah temperatur transformasi dari fasa menjadi Fe3C (sementit) yang ditandai pula dengan penurunan batas kelarutan karbon seiring dengan turunnya temperatur.- A13, adalah temperatur transformasi menjadi +Fe3C (perlit) untuk baja hiper etektoid.Fasa-fasa yang terjadi dalam diagram kesetimbangan Fe-C selama pemanasan yang lambat:- Ferit (), yaitu paduan Fe dan C dengan kelarutan C maksimum 0,025% pada temperatur 723OC, struktur kristalnya BCC (Body Centered Cubic).- Austenit (), adalah paduan Fe dan C dengan kelarutan C maksimum 2% pada temperatur 1148OC, struktur kristalnya FCC (Face Centered Cubic).- Delta (), adalah paduan Fe dan C dengan kelarutan C maksimum 0,1% pada temperatur 1493OC, struktur kristal BCC (Body Centered Cubic).- Senyawa Fe3C atau biasa disebut sementit dengan kandungan C maksimum 6,67%, bersifat keras dan getas dan memiliki struktur kristal Orthorombic.- Liquid atau fasa cair, adalah daerah paling luas dimana kelarutan C sebagai paduan utama dalam Fe tidak terbatas pada temperatur yang bervariasi.Adapun reaksi-reaksi metalurgis yang biasa terjadi berdasarkan pada diagram Fe-Fe3C yaitu :- Reaksi peritektik, terjadi pada temperatur 1495OC dimana logam cair (liquid) dengan kandungan 0,53%C bergabung dengan delta () kandungan 0,09%C bertransformasi menjadi austenit () dengan kandungan 0,17%C. Delta () adalah fasa padat pada temperatur tinggi dan kurang berarti untuk proses perlakuan panas yang berlangsung pada temperatur yang lebih rendah.- Liquid (C=0,53%) + Delta ()(C=0,09%) ----- Austenit ()(C=0,17%).- Reaksi eutektik, reaksi ini terjadi pada temperatur 1148OC, dalam hal ini logam cair dengan kandungan 4,3%C membentuk austenit () dengan 2%C dan senyawa semenit (Fe3C) yang mengandung 6,67%C.- Liquid (C=4,3%)------Austenit ()(C=2,11%) + Fe3C(C=6,67%)- Reaksi eutectoid, reaksi ini berlangsung pada temperature 723OC, austenit () padat dengan kandungan 0,8 %C menghasilkan ferit () dengan kandungan 0,025%C dan semenit (Fe3C) yang mengandung 6,67%C.- Austenit ()(C=0,8%)-----ferit () (C=0,025%) + Fe3C(C=6,67%).- Reaksi ini merupakan reaksi fasa padat yang mempunyai peran cukup penting pada proses perlakuan panas baja karbon.