铁素体转变与马氏体两相区退火转变中合金元素与碳在奥氏体中的富集量，是相变诱发塑性钢等生产中的一个关键参量。然而在上述转变过程中，由于合金元素的扩散系数远小于碳，合金元素存在配分与不配分的问题，目前学术界对此仍存有争议。本文采用Fe-Mn-C三元合金，深入研究了Mn与碳在上述转变过程中的配分行为及其对组织演变的影响。此外，珠光体转变的出现将消耗碳在奥氏体中的富集量，为有效抑制珠光体生成，本文亦对亚共析Fe-Mn-C合金中珠光体的形成条件进行了深入研究。在Fe-Mn-C合金的等温铁素体转变实验中，研究了转变温度、合金碳含量、Mn含量以及奥氏体晶粒尺寸对组织演变与元素配分行为的影响。铁素体转变中Mn在铁素体与奥氏体两相间的配分促使转变过程进入一个准稳态阶段。对Fe-2Mn-C合金而言，准稳态阶段铁素体的转变量与未转变奥氏体中的碳含量均与局部平衡模型较好吻合，而远低于准平衡模型的预测值。此外，细化初始奥氏体组织可提高准稳态阶段铁素体的转变量以及未转变奥氏体中的碳含量，这可能源于铁素体转变过程中元素配分模式的转变。采用Fe-Mn-0.3C系列亚共析合金，进行等温先共析铁素体与珠光体转变实验。结果表明，片层状珠光体可由碳含量低于Acm成分的奥氏体直接分解而得，这可能源于碳原子在奥氏体/珠光体界面前沿的二维扩散。此外，细化初始奥氏体组织可提高等温转变组织中先共析铁素体的体积分数，但晶界铁素体厚度为一常数。在马氏体组织的（+）两相区等温退火转变实验中，研究了退火温度、合金碳含量以及预回火处理对退火过程中组织演变与转变动力学的影响。新形成的针状奥氏体与块状奥氏体具有不同的形核位置，且与母相马氏体具有不同的晶体学位向关系。退火初期仅碳原子在两相间重新配分；随着退火时间的延长，Mn逐渐在两相间重新配分。退火初期的奥氏体碳浓度超过了正平衡Ae3线，证实了奥氏体形成过程中界面处存在相变驱动力的消耗，使得界面浓度偏离了平衡浓度。623K预回火促进块状奥氏体的形成，可能源自回火过程中渗碳体颗粒数密度以及颗粒尺寸的增加；923K预回火抑制奥氏体的生成，其原因为高温回火促使Mn在渗碳体中充分富集，导致随后奥氏体化过程中的渗碳体溶解受Mn长程扩散控制。