Область устойчивых состояний аустенита на диаграмме состояний обозначена буквами NJESOG и, следовательно, превращения его зависят от состава стали.

Рассмотрим сначала превращения аустенита, содержащего 0,83 % углерода. При нагреве сплава от температуры 7270С до 13500С сохраняется решётка ГЦК и происходит лишь его термическое расширение. Длина образца ℓт2 , при температуре T2 связана с его длиной ℓт2 при температуре т1 соотношением: ℓт2 = ℓт1 (1 + α(т2-т1). Коэффициент для аустенита равен 1,8×10-5 1/ С.

При охлаждении образца ниже 727С происходят изменения структуры сплава, обусловленные изменением растворимости углерода и распадом аустенита на фазовые составляющие относительно устойчивые при соответствующих температурах, т.е. на феррит (α–феррит) и цементит представляющий собой химическое соединение железа с углеродом (Fe3C), содержание углерода в котором составляет ~6,7% по массе. Максимальная растворимость углерода в α–железе при 727С составляет всего лишь 0,023 % и снижается до 0,006 % при комнатной температуре. В результате изменения растворимости углерода в феррите происходит старение феррита и его упрочнение.

Выделение цементита при распаде аустенита также сопряжено с упрочнением сплава, которое тем больше, чем более мелкими являются частицы цементита. В свою очередь их размеры зависят от температуры, при которой выделяется основная масса Fe3C.

Скорость распада аустенита на феррит и цементит максимальна при температуре близкой к 550С.