四个基本相，即液相（L ）、铁素体（α）、奥氏体（γ）和渗碳体（Fe3C）；此外还有一个次生相珠光体（P）。其中，铁素体为碳在α-Fe中的间隙固溶体，具有体心立方晶格，溶碳量较少，室温溶碳量为0.008%，属常温组织；奥氏体为碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方晶格结构，溶碳量较大，属高温组织，奥氏体具有良好的塑性，故金属热变形加工多是在这种相状态下进行的；渗碳体为金属键及化学键的结合物，属于常温组织；珠光体为铁素体和渗碳体的混合物，既具有很好的强度和硬度，又具有良好的塑性和韧性，属常温组织。含碳量大于2.06%的合金及温度下的δ-Fe在工程上无太大意义。相图中，A点为纯铁的溶点（1534℃），C点为奥氏体和渗碳体的共晶点（1130℃），D点为渗碳体的熔点（1600℃），S点为铁素体和渗碳体的共析点（723℃）。 GS线（A3线）为亚共析钢（C<0.8%）加热（称Ac3线）或冷却（称Ar3线）时铁素体与奥氏体转变的终了温度线（称Ac3线）。ES线（Ac线）为过共析钢（0.8%ccm线）或冷却（称Arcm线）时渗碳体与奥氏体转变的终了温度线。PSK（A1 线）为加热（称Ac1线）或冷却时（称Ar1线）珠光体与奥氏体转变终了的温度线。 从相图可以看出，亚共析钢（常温组织α+P）－共析钢（常温组织P）－过共析钢（常温组织P+ Fe3C）－铸铁（常温组织Fe3C）随含碳量的变化，表现出的材料塑性、韧性与强度、硬度的变化关系。 另外，从相图可以看出，对同一材料，在从高温到常温转变的过程中，会得到不同的组织形式。对于影响材料中不理想的组织通过热处理（如退火、正火、淬火、回火、调质等）来处理，以此达到材料性能要求。即将材料加热到临界温度（A3、A1、Acm）以上30~50℃、保温、冷却等来得到不同的转变组织。退火冷却是在炉内缓冷的过程；可达到细化晶粒、消除偏析、降低硬度而提高塑性和韧性的目的。正火较退火冷却速度快一些（空气中冷却）。淬火是冷却时间最快的一种（水冷），用于提高材料硬度和耐磨性。
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