鐵碳合金相圖是描述在極其緩慢加熱或極其緩慢冷卻的條件下鐵碳合金的不同成分、溫度、組織之間的關系圖，它的前提是：①鐵與碳的成分組成；②是在極其緩慢的轉變過程組織形成過程；③Fe3C實際是亞穩相，在一定條件下可以分解為鐵固溶體和石墨，所以鐵碳相圖實際上市含有鐵-石墨相圖的雙重相圖；④大于6.69%的鐵碳合金由于脆性極大，沒有使用價值，沒有列入研究范圍。
在熱處理過程中，相圖中的左上角的ABN的實際運用意義不大，可以不考慮組織。但是GPQ相區有實際意義，不用忽略。
相圖中的特性線主要有6條，分別如下。
ACD線：鐵碳合金的液相線；
AECF線：鐵碳合金的固相線;
GS線：冷卻時奧氏體析出鐵素體的開始轉變線，用A3表示；
ES線：碳在奧氏體中溶解度線，用Acm表示；
ECF水平線：共晶轉變線，L4.3→A0.77+Fe3C,轉變溫度1148℃；
PSK水平線：共析轉變線，A0.77→Fe0.0218+Fe3C，用A1表示，轉變溫度727℃。
相圖中的相區（忽略ABN相區）見表1-1，共機12個相區，其中：5個單相區，5個雙相區，2個三相區。
表1-1 Fe-Fe3C相圖的相區及組成
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單相區 |
兩相區 |
三相區 |
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相區范圍 |
相組成 |
相區范圍 |
相組成 |
相區范圍 |
相組成 |
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ACD線以上 |
L(液態） |
ACEA |
L+A |
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AESGA |
A(奧氏體） |
CDFC |
L+Fe3C |
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GPQG |
F(鐵素體） |
GSPG |
A+F |
ECF線 |
L+A+Fe3C |
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DKF縱軸線 |
Fe3C（滲碳體） |
EGKSE |
A+Fe3C |
PSK線 |
A+F+Fe3C |
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ANGQ縱軸線 |
純鐵Fe |
QPSK線以下 |
F+Fe3C |
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