鐵碳相圖在客觀上反映了鋼鐵材料的組織隨成分和溫度變化的規律，它在工程上為選材、用材及鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工工藝提供了重要的理論依據，因此在生產中具有重大的實際意義，主要應用在以下方面。

1．在鋼鐵材料選用方面的應用

由鐵碳相圖可知，鐵碳合金中隨著含碳量的不同，它的平衡組織也各不相同，從而導致其力學性能不同。因此，可以根據零件的不同性能要求來合理地選擇材料。例如，建筑結構和各種型鋼需用塑性、韌性好的材料，可選用含碳量較低的鋼材；機械零件需要強度、塑性及韌性都較好的材料，應選用碳含量適中的中碳鋼；各種工具要用硬度高和耐磨性好的材料，應選用含碳量高的鋼種。

2．在鑄造工藝方面的應用

參照Fe-Fe3C相圖可以確定合金的澆注溫度。澆注溫度一般在液相線以上50~100℃。由相圖上可見，純鐵和共晶白口鑄鐵的鑄造性能最好，所以鑄鐵在生產上總是選在共晶成分附近。鑄鋼生產中，碳質量分數在0.15%~0.6%范圍之間時鋼的結晶溫度區間較小，鑄造性能較好。

3．在熱鍛、熱軋工藝方面的應用

鋼在室溫時的組織為兩相混合物，塑性較差，變形困難，只有將其加熱到單相奧氏體狀態，才具有較低的強度、較好的塑性和較小的變形抗力，易于成形。因此鍛造或軋制應選在單相奧氏體區內進行。

4．在焊接生產上的應用

焊接時，局部區域被快速加熱，從焊縫到母材各處的溫度都不相同，鐵碳相圖為其提供了重要的理論依據。

5．在熱處理工藝方面的應用

鐵碳合金在固態加熱和冷卻過程中均有相的變化，一些熱處理工藝如退火、正火、淬火的加熱溫度都是依據Fe-Fe3C相圖確定的。這將在以后章節中詳細闡述。