PF又稱為等軸鐵素體，PF是碳在α-Fe中的間隙固溶體，具有體心立方晶格。隨著溫度降低，管線鋼發生奧氏體相變時，鐵素體首先沿原奧氏體晶界析出，如果相變溫度很低，有足夠的相變時間，析出的鐵素體逐漸長大，轉變為具有規則外形的先共析鐵素體，一般情況下多邊形鐵素體呈等軸狀，故稱為多邊形F或等軸F。如果轉變量很少，轉變又常常從晶界開始，此時的F分布勾畫出了母相奧氏體晶界的輪廓， 故常稱它們為仿晶界型F( Allotriomorph Ferrite) [6]。PF多出現在X65以下低級別的管線鋼和雙相管線鋼中。圖1.10為X52和X60中的多邊形鐵素體，晶粒尺寸一般在10mm左右。多邊形鐵素體由于含碳量極低，且具有較低的位錯密度，同時還有一定量的析出相(析出相的尺寸和含量與鋼中添加Nb含量有關)，因而PF通常具有較低的抗拉強度和屈強比，但具有較高的塑性和韌性，沖擊韌性可達到200J/cm2以上。所以，多邊形鐵素體是大應變管線鋼中主要的顯微組織。
圖1.10 X52和X60管線鋼中多邊形鐵素體[7]
QF也稱塊狀鐵素體，準多邊形鐵素體或塊狀鐵素體也是先共析鐵素體的產物，是在較低溫度下通過另一類相變方式——塊狀轉變而得到。
塊狀轉變的特點是新相與母相成分相同，合金只要過冷至新相、母相自由能相同溫度下，就能發生這類轉變。QF的生長都是由熱激活過程所控制，鐵素體晶粒生長可越過奧氏體晶界，使原奧氏體晶界的輪廓被掩蓋。含碳很低的碳鋼在快速冷卻時有可能滿足這個條件，以塊狀轉變方式實現先共析轉變。準多邊形QF不像多邊形F那樣具有規則的類等軸晶粒形貌，這也是鑒別準多邊形QF和多邊形PF的依據之一，見圖1.11。
圖1.11 X70管線鋼中的QF和PF[7]
QF與PF相比，兩者的轉變溫度不同，導致不同的機制和組織形貌。PF接近平衡相，其成分與母相奧氏體不同，PF生長受控于置換原子的快速遷移及碳原子的長程擴散。PF與母相常有確定的位向關系，其一部分界面與母相保持共格或半共格，通常生長速度較慢。而QF是在較低的溫度下塊狀轉變而成，由于新相、母相成分相同，故不需要長程擴散，只要新相原子越過界面即可生長，且新相與母相的界面在所有方向都是非共格的大角度晶界，所以轉變速度特別快，由于原子的置換和遷移發生在界面上，導致不規則生長和鋸齒形界面且超出了原奧氏體晶界，呈高度不規則，猶如一塊無特征的碎片。與PF相比，QF具有較高的位錯密度、位錯亞結構，有時還有馬氏體-奧氏體(MA)成分。QF組織有較高的強度和優異的延性，由于內部較高的位錯密度和MA小島，使得鋼具有低的屈強比和高的應變硬化速率。而多邊形鐵素體(PF)在光學顯微鏡下觀察，基本上是等軸的晶粒，晶界明銳直平，通常含有較低的位錯密度。多邊形鐵素體主要在奧氏體晶粒的三叉晶界及晶界拐角處形核，以擴散方式長大，長大過程中鐵素體晶粒尺寸超過原奧氏體晶界，原奧氏體轉成多邊形鐵素體[6]。準多邊形鐵素體多出現在X70和X80級針狀鐵素體管線鋼中。
