Mikrostruktur bestämmer egenskaper. Utvecklingen är fas-driven:
Glödgat tillstånd:Långsam avkylning från austenitområdet resulterar i en grov ferrit-perlitmikrostruktur. Pearlit är en lamellblandning av ferrit och cementit (järnkarbid). Denna struktur är mjuk och formbar men svag.
Normaliserat tillstånd:Snabbare luftkylning förädlar kornen. Mikrostrukturen är en finare perlit med lite ferrit, vilket ger en blygsam förbättring i styrka och seghet jämfört med det glödgade tillståndet.
Släckt tillstånd (som-släckt):Snabb kylning (oljekylning) från austenit undertrycker diffusions-baserade transformationer, vilket resulterar i martensit. Detta är en extremt hård, stark men spröd övermättad fast lösning av kol i järn med en nålliknande struktur.
Släckt och härdat tillstånd (+QT):Temperering av martensiten lindrar inre spänningar och gör att fina karbider fälls ut. Den slutliga mikrostrukturen ärhärdad martensit(eller övre bainit om kylningen var något långsammare). Denna består av en fin, seg ferritmatris med en enhetlig dispersion av mycket små, stabila karbidpartiklar (som Mo2C, Cr7C3). Denna struktur ger den optimala balansen mellan hög hållfasthet (från matrisen och karbider) och god seghet/duktilitet (från spännings-avlastad ferrit).