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Un esempio di soluzione solida è costituita da carbonio situato negli interstizi tetraedrici della modificazione CFC del ferro (austenite). Strutture a più fasi e diagrammi di stato Fino ad ora abbiamo considerato metalli puri e soluzioni solide. La soluzione solida è costituita da cristalli dello stesso tipo ed è spesso detta lega monofasica. Ricordiamo che una fase è una regione omogenea e fisicamente distinta di materia. In questa sezione considereremo alcune proprietà di metalli puri e di leghe monofasiche, denominate complessivamente metalli semplici.

Per la maggior parte delle composizioni, tuttavia, i solidi sono costituiti da una miscela bifasica di α e β, che corrisponde alla regione al di sotto della linea FDEG. All'interno di questo campo bifasico, la lega contiene due tipi di grani, e ciò influenza enormemente le sue proprietà fisiche. 57 I diagrammi di stato forniscono molte informazioni utili sulle fasi presenti ad ogni composizione e temperatura. In base alla figura possiamo prevedere che alla composizione 40% di Ag alla temperatura di 800°C sono presenti due, cioè il liquido e la soluzione solida α ricca in rame.

49 Sistemi a due componenti Per gli equilibri tra fasi solide e fasi liquide si usano, generalmente, diagrammi bidimensionali in cui i parametri indipendenti sono la concentrazione (in peso o in moli) di un componente, in ascisse, e la temperatura, in ordinate. La pressione P° del sistema viene mantenuta costante, di regola 1 atm, e non è quindi un parametro indipendente. Una tecnica importante per lo studio degli equilibri solido-liquido è l'analisi termica. Miscele di composizione variabile dei due componenti, e di uguale massa totale, vengono portate ad una temperatura iniziale Ti tale per cui i componenti sono allo stato liquido (in genere formano una soluzione liquida omogenea).