Переохлаждённый аустенит в температурном интервале от Аr₁ до 500 °С (см. рис. 31) претерпевает превращение, в процессе которого происходит ?>?-переход и диффузионное перераспределение углерода в аустените, приводящее к образованию структуры из феррита и цементита:

А > Ф + Fe₃C.

Ведущей, т. е. образующейся в первую очередь, фазой является цементит, зародыши которого возникают, как правило, на границах зёрен аустенита. Рост цементитных частиц сопровождается обеднением прилегающих к ним аустенитных зёрен углеродом. Устойчивость аустенита снижается, и он претерпевает ?>?-превращение. Так на границе с цементитом зарождаются кристаллики феррита. Последующий рост кристалликов феррита приводит к обогащению окружающего их аустенита углеродом. В результате этого развитие ?>?-превращения затрудняется, а в обогащённом таким образом углеродом аустените зарождаются новые и растут ранее возникшие пластинки цементита. В результате такого механизма образования и роста фаз цементита и феррита формируется перлитная структура, представляющая собой чередование пластин цементита и феррита.

В зависимости от степени переохлаждения (скорости охлаждения) образуются различные пластинчатые структуры эвтектоидного типа. В условиях, близких к равновесным (превращение при температуре около 700 °С) образуется собственно перлит, в котором межпластиночное расстояние ? (так называется сумма толщин пластин цементита и феррита) составляет 0,5–1 мкм.

При большей степени переохлаждения в изотермических условиях при 650–600 °С,
а также при непрерывном охлаждении со скоростью несколько десятков градусов в минуту образуется более тонкодисперсная структура – сорбит, названная по имени английского учёного Г. Сорби (Н. Sorby). Межпластиночное расстояние ? в сорбите составляет 0,2–0,4 мкм.

В нижней области температурного интервала перлитного превращения 550–500 °С переохлаждённый аустенит распадается с образованием чрезвычайно дисперсной перлитной структуры (? = 0,1–0,15 мкм) – троостита, названной по имени французского химика Л. Трооста (L. Troost). Деление структур на перлит, сорбит и тростит условное. Указанные феррито-цементитные структуры различаются лишь степенью дисперсности. Однако тонкодифференцированная структура может образоваться в результате быстрого охлаждения не только в основе эвтектоидного, но и неэвтектоидного состава. Такую структуру, состоящую как будто из одного эвтектоида, называют квазиэвтектоидом (псевдоэвтектоидом).

Изотермическое превращение аустенита в доэвтектоидных и заэвтектоидных сталях отличается от превращения аустенита в эвтектоидной стали. В этих сталях распаду аустенита будет предшествовать предварительное выделение феррита в доэвтектоидной стали
и цементита в заэвтектоидной. С понижением температуры распада количество избыточной фазы – феррита или цементита – уменьшается. При некоторой степени переохлаждения распад начинается сразу с образования эвтектоида, а точнее – структуры эвтектоидного типа – квазиэвтектоида: «сорбита» и «троостита».

Очевидно, что избыточный феррит (цементит) не успевает выделяться самостоятельно и входит в эвтектоид, утолщая эвтектоидные частицы феррита. Химический состав такого эвтектоида будет иной, чем состав перлита (эвтектоида): в доэвтектоидных сталях сорбит
и троостит содержат меньше 0,8 % углерода, а в заэвтектоидных – больше. Легирующие элементы (кроме кобальта) повышают устойчивость переохлаждённого аустенита и сдвигают кривые начала и конца превращения на диаграмме изотермического распада вправо.

С переходом от перлита к сорбиту и далее трооститу, т. е. с увеличением степени дисперсности феррито-цементитной структуры (с понижением температуры распада), твёрдость, пределы прочности, текучести и выносливости возрастают, относительное удлинение и относительное сужение несколько снижаются.