Для железа характерен полиморфизм, он имеет четыре кристаллические модификации:
1.до 769 °C существует α-Fe (феррит) с объёмноцентрированной кубической решёткой;
2. в температурном интервале 769—917 °C существует β-Fe, который
отличается от α-Fe только параметрами кристаллической решётки и
магнитными свойствами;
3. в температурном интервале 917—1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решёткой;
4. выше 1394 °C устойчив δ-Fe с объёмоцентрированной кубической решёткой.
Железо тугоплавко, относится к металлам средней активности.
Температура плавления железа 1539 °C, температура кипения — около 3200
°C
При обычных температурах углерод химически инертен, при достаточно
высоких температурах соединяется со многими элементами, проявляет
сильные восстановительные свойства. Химическая активность разных форм
углерода убывает в ряду: аморфный углерод, графит, алмаз, на воздухе они
воспламеняются при температурах соответственно выше 300—500 °C,
600—700 °C и 850—1000 °C.