Nguyên tố hợp kim chủ yếu trong đồng thau là:

Trên giản đồ trạng thái Fe-C ở trạng thái rắn, có các pha sau:

- Ferrite (α-Fe): Dung dịch rắn của cacbon trong sắt α (BCC). Độ hòa tan cacbon tối đa là 0.022% ở 727°C.

- Austenite (γ-Fe): Dung dịch rắn của cacbon trong sắt γ (FCC). Độ hòa tan cacbon tối đa là 2.11% ở 1147°C.

- Cementite (Fe3C): Hợp chất hóa học giữa sắt và cacbon, chứa 6.67%C.

- δ-Ferrite: Dung dịch rắn của cacbon trong sắt δ (BCC). Độ hòa tan cacbon tối đa là 0.09% ở 1495°C.

Vậy có 4 pha tồn tại ở trạng thái rắn trên giản đồ Fe-C.

Để xác định mác vật liệu nào có độ bền cao nhất, ta cần hiểu ý nghĩa của các ký hiệu trong mác vật liệu:

• GC (Gang dẻo): Số đi kèm thể hiện giới hạn bền kéo (MPa) và độ giãn dài tương đối (%). Ví dụ, GC45-5 có nghĩa là gang dẻo với giới hạn bền kéo tối thiểu 450 MPa và độ giãn dài 5%.
• GX (Gang xám): Số đi kèm thể hiện giới hạn bền kéo (MPa) và độ bền uốn (MPa). Ví dụ, GX28-48 có nghĩa là gang xám với giới hạn bền kéo tối thiểu 280 MPa và độ bền uốn 480 MPa.
• GZ (Gang cầu): Số đi kèm thể hiện giới hạn bền kéo (MPa) và độ giãn dài tương đối (%). Ví dụ, GZ30-6 có nghĩa là gang cầu với giới hạn bền kéo tối thiểu 300 MPa và độ giãn dài 6%.

So sánh giới hạn bền kéo của các mác vật liệu:

• GC45-5: 450 MPa
• GX28-48: 280 MPa
• GZ30-6: 300 MPa

Vậy, GC45-5 có giới hạn bền kéo lớn nhất (450 MPa).