Фазовая диаграмма системы железо-углерод — это фундаментальный инструмент металлургии, отражающий поведение сплавов железа и углерода в зависимости от температуры и концентрации углерода. Начало исследования этой диаграммы было положено в 1868 году русским учёным Дмитрием Черновым, который впервые обнаружил критические точки стали и описал фазовые превращения. В последующие годы исследования продолжились учёными по всему миру, включая Осмонда, Ле Шателье и Робертса-Остина, что позволило уточнить структуру диаграммы и описать основные фазы: феррит, аустенит, цементит и перлит.

Диаграмма демонстрирует три ключевые нонвариантные реакции — перитектическую, эвтектическую и эвтектоидную, которые определяют механические свойства стали и чугуна. Понимание фазовых переходов в системе Fe-C стало основой для разработки технологий термической обработки стали и производства высокопрочных сплавов.