Cementit är en kemisk förening vars inneslutning härdar stål. Varje molekyl är gjord av tre järnatomer bundna till en kolatom (Fe3C) för att bilda en kristallgitterstruktur som kallas ortorombisk, där flera rektangulära prismor uppstår från samma basstruktur och skär varandra i 90 graders vinklar. Resultatet är en mycket hård och spröd substans som kallas järnkarbid eller cementit.
I sin renaste form klassificeras cementit som en icke-oxidkeramik. Den är solid och inert och tål krosskraft, kemisk erosion, nötning och temperaturer upp till 3000 grader F (1600 C). Det bildas naturligt genom smältning av vitt gjutjärn, där det fälls ut ur järnet som kol för att bilda stora partiklar. Det ser ibland ut så här i fas med austenit, en allotrop av järn, som ibland kan svalna för att bilda martensit, ett stål med ett mycket starkt kristallgitter.
Stål är härdat för att öka hårdheten och minska sprödheten genom att skapa cementit. Det första steget i härdningsprocessen kallas austenisering, när stålet smälts till en lösning av järn och kol, eller austenit. Stålet kyls snabbt ned och det bildas martensit från austeniten. Den värms sedan upp igen och kyls långsamt på ett kontrollerat sätt, och cementit bildas. Det är omöjligt att producera tillräckligt med energi för att driva reaktionen till slut, så cementiten blandas vanligtvis med små mängder okonverterad martensit, bainit, som också är Fe3C, men med en annan kristallstruktur, och ferrit(järn).
Cementit är ferromagnetisk, vilket innebär att den uppvisar magnetiska egenskaper med eller utan ett magnetfält, som en kylskåpsmagnet. Vid 480K (404 F, 207 C) börjar dock atompolerna röra sig och är inte längre i linje. Molekylernas snurr blir randomiserade och magnetiseringen upphör. Ämnet blir paramagnetiskt, vilket innebär att det bara magnetiseras om fältet appliceras av en extern källa. Även då kommer magnetiseringen att vara svag eftersom den förlitar sig på inducerade dipoler, och ingen yttre kraft kan inducera varje dipol i varje molekyl, kristallin struktur eller inte. I själva verket är det den icke-linjära attraktionen som ger ferromagneter sin styrka.
Det finns ett ämne som mycket liknar cementit som kallas kohenit. Det är också Fe3C, förutom att det bildar en stavliknande kristall och innehåller spårmängder av nickel och kobolt. Det förekommer naturligt i meteoriter, och på jorden finns platser med mycket höga järnavlagringar, som vulkaniska magmaflödesspår som sker över kolavlagringar.