Los aceros y las fundiciones férreas (o más comúnmente, fundiciones, o hierro colado), dos de los materiales metálicos más utilizados en la actualidad, son esencialmente aleaciones de hierro-carbono. Ésta es la razón por la que el sistema hierro-carbono ha sido el más estudiado a lo largo de la historia de la Metalurgia. Tanto es así, que el primer diagrama hierro-carbono fue ya publicado en 1897 por Roberts-Austen, pero el camino seguido hasta el trazado definitivo de sus líneas ha sido largo y tortuoso, y es que la determinación experimental de un diagrama, incluso con los medios actuales, no es una cuestión sencilla y exenta de incertidumbres.
En su definición más simple, el acero es una aleación de hierro y carbono con un contenido de este último inferior al 2.11% en masa (aunque en la mayor parte de los aceros que se utilizan en la actualidad el contenido de carbono se sitúa por debajo del 0.4%). Las fundiciones, son también aleaciones Fe-C, pero con un contenido de carbono superior al 2.11%.
Ambos materiales, aceros y fundiciones, contienen frecuentemente, además del carbono, otros elementos de aleación que mejoran sus prestaciones. Así, por ejemplo, en cuanto a los aceros se refiere, el cromo mejora su comportamiento frente a la corrosión (éste es el «secreto» de los aceros inoxidables), el níquel también mejora la resistencia a la corrosión, además de hacer lo propio con el límite elástico, la ductilidad y la tenacidad, el wolframio incrementa la dureza a elevadas temperaturas, el vanadio afina el grano mejorando la dureza, la resistencia al impacto y la resistencia a fatiga, etc. En las fundiciones, por tratarse de un material de menor coste, los elementos de aleación no se emplean, usualmente, ni en la variedad ni en la cantidad en que se utilizan en los aceros. Sin embargo, pueden contener Si, Ni, Cu, Cr, Mg, y/o Mo, entre otros. Cabe indicar que los aceros sin otro elemento de aleación más que el carbono, o con contenidos pequeños de elementos aleantes, tienen un importante interés tecnológico y son conocidos como aceros al carbono o aceros no aleados.
La distinción entre aceros y fundiciones que hemos dado, basada en su contenido de carbono, puede parecer arbitraria y caprichosa. No lo es en absoluto; leyendo los siguientes apartados de esta sección de la web conocerá de dónde procede la cifra del 2.11%, y entenderá que el contenido de carbono de la aleación puede representar un aspecto crucial porque puede condicionar el modo en que, microestructuralmente, aparece el carbono. En los aceros, el carbono se encuentra combinado con el hierro, ya sea formando soluciones sólidas o el compuesto Fe3C (que se denomina cementita), mientras que en las fundiciones, además de en los modos mencionados para los aceros, también puede aparecer en estado libre (en forma de grafito). Esta importantísima diferencia hace que el estudio microestructual de los aceros y fundiciones requiera el empleo no de un único, sino de dos diagramas de fases. Así, para estudiar las transformaciones que tienen lugar en los aceros y en cierto tipo de fundiciones denominadas blancas, se ha de emplear el llamado diagrama metaestable o diagrama Fe-Fe3C, mientras que el estudio del resto de las fundiciones requiere del uso tanto de este diagrama como también del denominado diagrama estable o diagrama Fe-C.