Cementitul este un compus chimic a cărui includere întărește oțelul. Fiecare moleculă este formată din trei atomi de fier legați de un atom de carbon (Fe3C) pentru a forma o structură de rețea cristalină numită ortorrombic, unde prisme dreptunghiulare multiple iau naștere din aceeași structură de bază și se intersectează la unghiuri de 90 de grade. Rezultatul este o substanță foarte dura și fragilă numită carbură de fier sau cementită.
În forma sa cea mai pură, cementitul este clasificat ca o ceramică non-oxidică. Este solid și inert și poate rezista la forța de strivire, eroziunea chimică, abraziunea și temperaturi de până la 3000 de grade F (1600 C). Se formează în mod natural prin topirea fontei albe, unde precipită din fier sub formă de carbon pentru a forma particule mari. Uneori apare astfel în fază cu austenita, un alotrop al fierului, care uneori se poate răci pentru a forma martensită, un oțel cu o rețea cristalină foarte puternică.
Oțelul este călit pentru a crește duritatea și a reduce fragilitatea prin crearea de cementită. Primul pas în procesul de revenire se numește austenizare, atunci când oțelul este topit într-o soluție de fier și carbon sau austenită. Oțelul este răcit rapid și din austenită se formează martensita. Se încălzește apoi din nou și se răcește lent într-o manieră controlată și se formează cementită. Este imposibil să se producă suficientă energie pentru a conduce reacția până la finalizare, astfel încât cementitul este de obicei amestecat cu cantități mici de martensită neconvertită, bainită, care este tot Fe3C, dar cu o structură cristalină diferită și ferită (fier).
Cementitul este feromagnetic, ceea ce înseamnă că prezintă caracteristici magnetice cu sau fără câmp magnetic, ca un magnet de frigider. La 480K (404 F, 207 C), totuși, polii atomici încep să se miște și nu mai sunt aliniați. Rotirile moleculelor devin aleatorii și magnetizarea încetează. Substanța devine paramagnetică, ceea ce înseamnă că este magnetizată doar dacă câmpul este aplicat de o sursă exterioară. Chiar și atunci, magnetizarea va fi slabă deoarece se bazează pe dipoli induși și nicio forță exterioară nu poate induce fiecare dipol din fiecare moleculă, structură cristalină sau nu. De fapt, atracția neliniară este cea care conferă feromagneților puterea lor.
Există o substanță foarte asemănătoare cu cementitul numită cohenita. Este, de asemenea, Fe3C, cu excepția faptului că formează un cristal asemănător unei tije și conține urme de nichel și cobalt. Apare în mod natural în meteoriți, iar pe Pământ sunt locuri cu depozite foarte mari de fier, cum ar fi urmele de flux de magmă vulcanică care se întâmplă peste depozitele de cărbune.