فولادها گروهي از آلياژهاي آهن- كربن وعناصر ديگرند كه بيشترين كاربرد را در صنعت دارند. يكي از مهمترين دلايلي كه فولادها كاربرد زيادي در صنعت دارند اين است كه مي توان به وسيله روشهاي مختلف عملياتهاي حرارتي طيف وسيعي از خواص گوناگون را در فولادها به وجود  آورد.
به عنوان مثال اگر فولادي با 8./ درصد كربن را به مدت 24 ساعت در 1000 درجه سانتي گراد حرارت دهيم و سپس به آهستگي در طول 24ساعت آن را به دماي 25 درجه سانتيگراد برسانيم وسرد كنيم آنگاه فولاد يادشده داراي استحكام تسليم 448 مگا پاسكال خواهد بود. حال اگر همان فولاد را يك ساعت در دماي 1000 درجه سانتيگراد حرارت دهيم و سپس خيلي سريع آن را به وسيله آب تا دماي 25 درجه سانتي گراد سرد کنیم آنگاه استحكام تسليم فولاد ياد شده تا 2070 مگا پاسكال افزايش يافته و انعطاف پذيري تا 1درصد كاهش مي يابد.
پس مي توان به اين نتيجه رسيد كه كاربرد وسيع فولادها ناشي از خواص كاملأ متنوع آنهاست كه به كمك تغيير درصد كربن ودرصد عناصر آلياژي ويا تغيير نوع عمليات حرارتي امكان پذير است.

نمودار تعادلي آهن كربن راهنمايي است كه به كمك آن مي توان روشهاي مختلف عمليات حرارتي را بررسي ومطالعه كرد. شكل شماره 1 نمودار آهن كربن را براي درصدهاي مختلف كربن از صفر تا 7 درصد نشان ميدهد. فولادها آلياژهاي آهن كربن و عناصر ديگر بوده كه داراي كمتر از 2 درصد كربن هستند. بنابراين قسمتي از نمودار كه داراي كمتر از 2 درصد كربن است بيشترين اهميت را درباره عمليات حرارتي فولادها دارد. آلياژهايي كه بيشتر از 2 درصد كربن داشته باشند به چدن موسوم اند.
شكل شماره 1 در واقع شامل دونمودار است .خط ممتد، تعادل بين فازهاي مختلف آهن و سمنيت(Fe3-C) و خط منقطع تعادل بين فازهاي مختلف آهن وگرافيت يا كربن آزاد را مشخص مي كند.
نمودارآهن – سمنيت جهت مطالعه و بررسي عمليات حرارتي فولادها مناسبتراست و در مقابل عملیات حرارتی چدنها بيشتر براساس نمودار آهن- گرافيت استوار است.