铁碳平衡相图（Fe-C phase diagram），工学-机械工程-〔机械制造工艺与装备〕-〔热加工工艺与装备〕-〔热处理工艺与装备〕-〔热处理工艺与装备专有名词〕，以含碳量为横坐标温度为纵坐标的铁碳合金平衡相线和相区示图。Fe与C在室温下可形成一系列化合物：Fe3C、Fe2C、FeC。所以，Fe-C相图可以划分成Fe-Fe3C, Fe3C-Fe2C, Fe2C-FeC和FeC-C四个部分。由于化合物是硬脆相，后面三部分相图没有实际的应用价值（工业上所用铁碳合金中含碳量不超过5%），因此，通常所说的铁碳相图就是Fe-Fe3C部分。此外，由于Fe3C在室温是亚稳相，在一定条件下可分解为石墨和纯铁：，且Fe-C相图在靠近铁侧与Fe-Fe3C相图基本重合，所以一般将两者画在一起形成双重相图，其中虚线部分对应Fe-C而实线部分对应Fe-Fe3C（图1）。图1 Fe-C和Fe-Fe3C相图历史上，Sauveur于1896年第一次总结了前人在临界温度测量方面积累的数据，并结合自身试验结果，绘制出了以碳含量为横坐标、温度为纵坐标的临界点图。