Comme vu précédemment, le principal élément d'alliage du fer est le carbone.Selon la teneur, on parle de : fer : moins de 0,008 % de carbone en masse (limite de solubilité du carbone dans le fer α à température ambiante) ; acier : entre 0,008 et 2,11 % de carbone ; fonte : teneur supérieure à 2,11 %. Ces valeurs peuvent varier selon les auteurs.