Железоуглеро́дистые спла́вы — сплавы железа с углеродом; различают чистые железоуглеродистые стали (со следами примесей), получаемые в небольших количествах для исследовательских целей, и технические железоуглеродистые сплавы — стали и чугуны, содержащие примеси, легирующие элементы, модифицирующие добавки. В железоуглеродистом сплаве выделяют несколько фаз: жидкая фаза, твердые растворы (феррит, аустенит), химическое соединениецементит, свободный углерод в виде графита и образующиеся при эвтектическом и эвтектоидном превращениях ледебурит и перлит.
Строение железоуглеродистых сплавов зависит от состава, условий затвердевания и структурных изменений в твердом состоянии. Сплавы, содержащие менее 2% углерода, называют техническим железом. Углеродистыми сталями называют сплавы железа с углеродом, содержащие от 0, 02 до 2, 14% углерода, заканчивающие кристаллизацию образованием аустенита. Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие 2, 14-6, 67 % углерода, кристаллизация которых заканчивается образованием эвтектики (ледебурита). Свойства реальных железоуглеродистых сплавов, как сталей, так и чугунов, зависят от попадающих в них в процессе производства примесей. Марганец и кремний являются полезными примесями, а фосфор, сера, кислород, водород, азот — вредными. Свойства сплавов зависят также от термической обработки, в процессе которой происходят фазовые превращения.