碳化三鐵（或碳化鐵）是鐵和碳的化合物，更準確地說是中間過渡金屬碳化物，化學式為 Fe3C。 按重量計算，它含有 6.67% 的碳和 93.3% 的鐵。 它具有正交晶體結構。 它是一種硬而脆的材料，通常被歸類為純凈形式的陶瓷，并且是黑色冶金中常見且重要的成分。 雖然滲碳體存在于大多數鋼和鑄鐵中，但它是在碳化鐵工藝中作為原材料生產的，屬于替代煉鐵技術系列。 滲碳體的名稱源于Floris Osmond和J. Werth的理論，其中凝固鋼的結構由一種細胞組織組成，以鐵素體為核，Fe3C為細胞外層。 因此，碳化物使鐵凝固。

在鐵碳系統（即普通碳鋼和鑄鐵）中，它是一種常見成分，因為鐵素體最多可包含 0.02wt% 的未化合碳。 因此，在緩慢冷卻的碳鋼和鑄鐵中，一部分碳以滲碳體形式存在。 碳化三鐵在白口鑄鐵的情況下直接從熔體中形成。 在碳鋼中，當奧氏體在緩慢冷卻時轉變為鐵素體時，滲碳體會從奧氏體中析出，或者在回火過程中會從馬氏體中析出。 與鐵素體（奧氏體的另一種產物）的緊密混合物形成稱為珠光體的層狀結構。

雖然滲碳體在熱力學上不穩定，最終會在較高溫度下轉化為奧氏體（低碳水平）和石墨（高碳水平），但在低于亞穩態鐵碳共析溫度（723°C）的溫度下加熱時不會分解 相圖。

機械性能很難獲得。 Bhadeshia 最近的評論提供了以下內容： 760-1350HV 的室溫顯微硬度； 彎曲強度為 4.6?8 GPa； 楊氏模量160-180 GPa； 壓痕斷裂韌性 1.5-2.7 MPa√m

碳化三鐵在其居里溫度約為 480 K 時從鐵磁性變為順磁性。

天然碳化鐵（含有少量鎳和鈷）存在于鐵隕石中，并以首先描述它的德國礦物學家 Emil Cohen 的名字命名為 cohenite。 由于碳是金屬行星核可能的次要輕合金成分之一，因此通過實驗研究了滲碳體 (Fe3C) 作為 cohenite 的簡單替代物的高壓/高溫特性。

在回火鋼和工業費-托工藝中還發現了其他形式的亞穩態碳化鐵。 這些包括 epsilon (ε) 碳化物、六方密排 Fe2-3C、碳含量大于 2 的普通碳鋼中的析出物。 0.2%，在 100–200 °C 下回火。 非化學計量的 ε-碳化物在 ~200 °C 以上溶解，此時 H?gg 碳化物和滲碳體開始形成。 H?gg 碳化物，單斜 Fe5C2，在 200–300 °C 回火的硬化工具鋼中沉淀。