Schematy wykresów przemian przechłodzonego austenitu w stali niestopowej podeutektoidalnej: a) wykres czas –temperatura-przemiana, przy chłodzeniu izotermicznym CTPi, b) wykres czas-temperatura-przemiana, przy chłodzeniu ciągłym CTPc; g – austenit, a – ferryt, P – perlit, B – bainit, M – martenzyt, S-sorbit, T-troostyt

Wykres należy rozpatrywać w powiązaniu z wykresem równowagi Fe-Fe₃C. Z wykresu Fe-Fe₃C wynika, że w stalach przedeutektoidalnych w czasie chłodzenia przemiana austenitu rozpoczyna się w temperaturze A_r3 (punkt przecięcia linii stopu z linią G-S) od wydzielania się z niego ferrytu. Podczas dalszego powolnego chłodzenia wydzielanie się ubogiego w węgiel ferrytu powoduje zwiększanie jego zawartości w austenicie. Z tego austenitu powstaje w temp. 727°C (A₁) perlit. Dalsze obniżanie temperatury nie wywołuje już przemian. Struktura stali przedeutektoidalnej składa się zatem z ferrytu i perlitu o budowie płytkowej. Zwiększenie szybkości chłodzenia powoduje obniżenie temperatury wydzielania ferrytu i przemiany eutektoidalnej, w wyniku czego w strukturze stopu zwiększa się udział perlitu a maleje udział ferrytu. Powstały w tych warunkach eutektoid jest bardziej drobnodyspersyjny. W miarę obnizania temperatury przemiany wzrasta stopień dyspersji i twardość powstających mieszanin. Mimo że wszystkie są mieszaniną płytkową ferrytu i cementytu nazywa się je: perlitem, sorbitem i troostytem.

W zakresie temperatur T_m-M_s przemiana austenitu ma charakter bezdyfuzyjno-dyfuzyjny, a powstający ferryt ma postać igieł. Atomy węgla tworzą w ferrycie lub austenicie krótkie i cienkie blaszki cementytu (lub węglika ε w pobliżu temperatury M_s. Taka przemiana austenitu nazywa się przemianą bainityczną, a mieszanina przesyconego ferrytu i węglików żelaza- bainitem.

Przemiana austenitu zachodząca pomiędzy temperaturą M_s a M_f nazywa się przemianą martenzytyczną. Produktem tej przemiany jest przesycony roztwór węgla w żelazie α, który nazywa się martenzytem.