在矿物中大多数方矩管元素总是与铁共生。碳是还原生产大宗铁合金的主要还原剂。因此，研究铁合金中的相结构总是离不开铁和碳。铁、锰、铬、硅等元素有多种同素异形体，在同素异形转变中各种元素的物理性能发生相应改变。铁合金元素之间、铁合金元素与非金属元素间有多种化合物和固溶体。许多铁合金在冷却过程中会发生共晶反应或包晶反应，这些相变反应产生了金属间化合物和固溶体。

　　在合金冷却过程中，方矩管在固溶体中的溶解度会发生变化，改变冷却速度会影响固溶体中的残留元素含量。液态合金在冷却和凝固过程中会发生一系列相变和反应。合金相图反映出了熔化温度、凝固时合金成分、金相结构变化的规律。方矩管相图提供的合金熔化温度数据是制定铁合金生产工艺的依据。利用合金相图可以确定液态铁合金的凝固途径、凝固温度，哪些相首先从液相中生成，相中存在的元素和数量等。

　　相图研究可用于了解铁合金的结构、合金元素含量与相结构之间的关系，研究通过调整合金成分和生产工艺改变铁合金的金相结构，研究利用凝固过程的相变提纯金属。在太阳能电池生产中，利用金属硅的结构变化采用相分离技术实现高纯金属硅的净化。