如果将共析钢过冷到550℃——230℃之间并没有产生片间距更细的珠光体，而是产生了另一种新组织称为贝氏体(Bainite)。它也是由铁素体加碳化物组成，但碳化物是非层片状分布的。这是因为珠光体转变是受碳在奥氏体中的扩散控制，同时铁原子也要发生扩散。如果过冷度很大，转变的温度达到相当的低，使铁原子无法发生扩散，同时碳的扩散也受到影响，显然不可能发生珠光体转变了，就会使转变的规律发生变化，产生贝氏体组织。

由于形成的温度不同使贝氏体的形貌有所不同，又将贝氏体分成上贝氏体(Upper Bainite)与下贝氏体(Lower Bainite)。

上贝氏体在500℃——350℃形成，在光学显微镜下呈羽毛状，电镜照片表明，它是由平行分布的铁素体片和分布在片间的断续而细小的渗碳体片共同组成。

下贝氏体在350℃——230℃形成，在光学显微镜呈黑色针状，针的基体是铁素体，内部分布着细小的碳化物。

根据实验的结果，贝氏体相变有如下的规律：贝氏体转变也是形核与长大的过程。因相变是由一种成分的奥氏体分解出铁素体及碳化物两相组织，转变必有碳的扩散，但铁原子与合金元素不发生扩散。且在许多的钢种中存在转变的不完全性。

由于形成温度较低，碳原子扩散困难使得贝氏体中的碳化物的尺寸比珠光体中的碳化物细小，铁素体中碳的过饱和度增加。贝氏体的组织形态主要决定于形成温度，还与奥氏体中的含碳量有关。为了得到下贝氏体，奥氏体中的含碳量需达到中碳以上。