Teräs
Teräs on yleisnimi kaikille rautavaltaisille metalliseoksille, joita voidaan muokata valssaamalla tai takomalla. Suppeammassa mielessä teräksellä tarkoitetaan rautaseosta, jonka hiilipitoisuus on välillä 0,05–2,11 %. Tällainen teräs voidaan karkaista. Nykyään sanotaan kuitenkin usein teräkseksi kaikkia rautaseoksia, joissa on alle 1,7 % hiiltä ja joita sen vuoksi voidaan takoa. Yli 2,11 % hiiltä sisältävät rautaseokset ovat valurautaa. Varsinkin aikaisemmin erotettiin teräksistä myös alle 0,05 % hiiltä sisältävät seokset omaksi ryhmäkseen, jota sanottiin tako- eli kankiraudaksi tai meltoraudaksi.
Sementiitti
Teräksessä ja valuraudassa oleva hiili voi esiintyä pääasiassa kahdessa muodossa: joko pieninä pelkistä hiiliatomeista koostuvina grafiittikiteinä tai kemiallisena yhdisteenä, rautakarbidina eli sementiittinä.
Termodynaamisen tasapainon vallitessa sementiittiä ei esiinny, vaan kaikki hiili on grafiittina, kaikki rauta ferriittinä tai korkeissa lämpötiloissa austeniittina. Sementiitti on kuitenkin metastabiili yhdiste, ja kun sitä on muodostunut, se on varsin pysyvää, ellei lämpötila ole kovin korkea. Sulan hiilipitoisen raudan jähmettyessä hiili sekoittuu tällöin muodostuvaa ferriittiin ja austeniittiin, mutta erkanee niistä seoksen jäähtyessä, jolloin seoksen hiili­pitoisuudesta, jäähtymis­nopeudesta ja muista seoksessa esiintyvistä aineista riippuen syntyy vaihtelevassa suhteessa sekä grafiittia että sementiittiä. Kun hiili­pitoisuus on pieni, on epä­toden­näköistä, että tarpeeksi monta hiiliatomia sattuisi niin lähelle toisiaan, että ne voisivat muodostaa grafiittia, ja tällöin pääosa hiilestä sitoutuukin rautaan sementiitiksi. Pienen hiili­pitoisuuden ohella grafiitin muodostumista edistävät myös suuri jäähtymisnopeus sekä muista seos­aineista kromi ja mangaani, kun taas sementiitin muodostumista edistävät korkea hiilipitoisuus, hidas jäähtymis­nopeus sekä seos­aineista pii, nikkeli ja alumiini.