铁碳合金相图是描述在极其缓慢加热或极其缓慢冷却的条件下铁碳合金的不同成分、温度、组织之间的关系图，它的前提是：①铁与碳的成分组成；②是在极其缓慢的转变过程组织形成过程；③Fe3C实际是亚稳相，在一定条件下可以分解为铁固溶体和石墨，所以铁碳相图实际上市含有铁-石墨相图的双重相图；④大于6.69%的铁碳合金由于脆性极大，没有使用价值，没有列入研究范围。
在热处理过程中，相图中的左上角的ABN的实际运用意义不大，可以不考虑组织。但是GPQ相区有实际意义，不用忽略。
相图中的特性线主要有6条，分别如下。
ACD线：铁碳合金的液相线；
AECF线：铁碳合金的固相线;
GS线：冷却时奥氏体析出铁素体的开始转变线，用A3表示；
ES线：碳在奥氏体中溶解度线，用Acm表示；
ECF水平线：共晶转变线，L4.3→A0.77+Fe3C,转变温度1148℃；
PSK水平线：共析转变线，A0.77→Fe0.0218+Fe3C，用A1表示，转变温度727℃。
相图中的相区（忽略ABN相区）见表1-1，共机12个相区，其中：5个单相区，5个双相区，2个三相区。
表1-1 Fe-Fe3C相图的相区及组成
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单相区 |
两相区 |
三相区 |
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相区范围 |
相组成 |
相区范围 |
相组成 |
相区范围 |
相组成 |
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ACD线以上 |
L(液态） |
ACEA |
L+A |
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AESGA |
A(奥氏体） |
CDFC |
L+Fe3C |
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GPQG |
F(铁素体） |
GSPG |
A+F |
ECF线 |
L+A+Fe3C |
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DKF纵轴线 |
Fe3C（渗碳体） |
EGKSE |
A+Fe3C |
PSK线 |
A+F+Fe3C |
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ANGQ纵轴线 |
纯铁Fe |
QPSK线以下 |
F+Fe3C |
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