定義
鐵碳平衡相圖，又稱鐵碳相圖或鐵碳狀態圖。它以溫度為縱坐標，鐵碳含量為橫坐標,表示在接近平衡條件和亞穩條件下（或極緩慢的冷卻條件下）以鐵、碳為組元的二元合金在不同溫度下所呈現的相和這些相之間的平衡關係。
實用性分析
鐵碳平衡相圖是鐵鐵碳合金在平衡狀態時的組織組成圖碳合金在平衡狀態時的組織組成圖，而不是獲得非平衡的馬氏體、貝氏體等組織的轉變圖。鐵碳相圖的臨界溫度參數僅僅局限在碳鋼和鑄鐵，非合金鋼和合金鑄鐵。合金鋼和合金鑄鐵的平衡狀態圖由於添加了其它合金元素，與鐵碳平衡狀態圖相差還是很大的。即使對於碳鋼，直接在鐵碳平衡圖上讀取成分----溫度之間的對應關係參數值，也是不夠精確的。實際上是藉助於鋼的加熱溫度臨界參數手冊而不是從相圖上直接獲得，那樣得到的數值要精確和直觀，對應關係明確。
鐵碳平衡相圖是加熱和冷卻過程中的速度是極其緩慢的結果，而且又局限於鐵碳合金鋼種，這個理論狀態，是不可能在實際生產中大量運用，實際淬火等熱處理加熱冷卻過程中組織轉變都是在一定加熱速度和冷卻速度下進行的，不是完全達到平衡狀態。
所以說 鐵碳平衡相圖僅僅是研究熱處理、學習熱處理的必備基礎知識和出發點，而不是直接在熱處理工藝過程中運用的相圖。
