La microestructura determina les propietats. L'evolució es basa en fases-:
Estat recuit:El refredament lent de la regió de l'austenita dóna lloc a una microestructura de ferrita-perlita gruixuda. La perlita és una barreja lamel·lar de ferrita i cementita (carbur de ferro). Aquesta estructura és suau i dúctil però feble.
Estat normalitzat:Un refredament d'aire més ràpid perfecciona els grans. La microestructura és una perlita més fina amb una mica de ferrita, que ofereix una modesta millora de resistència i tenacitat respecte a l'estat recuit.
Estat extingit (com a-extingut):El refredament ràpid (extinció d'oli) de l'austenita suprimeix les transformacions basades en difusió{0}}, donant lloc a martensita. Es tracta d'una solució sòlida sobresaturada de carboni en ferro extremadament dura, forta, però trencadissa amb una estructura semblant a una agulla-.
Estat apagat i temperat (+QT):El tremp de la martensita alleuja les tensions internes i permet que els carburs fins precipitin. La microestructura final ésmartensita temperada(o bainita superior si el refredament va ser una mica més lent). Consisteix en una matriu de ferrita fina i resistent amb una dispersió uniforme de partícules de carbur molt petites i estables (com Mo2C, Cr7C3). Aquesta estructura ofereix l'equilibri òptim d'alta resistència (de la matriu i els carburs) i una bona tenacitat/ductilitat (de la ferrita-alleujada).