Неограниченные твердые растворы способны образовывать металлы, близко расположенные в таблице Менделеева, особенно находящиеся в одной группе - металлы с одинаковым типом кристаллических решеток и близкими размерами атомов или параметров кристаллических решеток, например: Сu-Ni; Fe-Ni; Fe-Cr; Co-Ni; Au-Ag; Au-Cu; Bi-Sb; Mo-W; V-Ti.
Как видно из рисунка 3.15, в этих системах отсутствует эвтектика, а температуры ликвидуса и солидуса монотонно увеличиваются от легкоплавкого компонента к тугоплавкому.
Рис. 3.15. Диаграмма состояния сплавов
с неограниченной растворимостью компонентов:
tA и tB – температуры плавления
(кристаллизации) компонентов А и В
Рассмотрим процесс кристаллизации сплава, состав которого соответствует точке С. При охлаждении сплава ниже линии ликвидуса (т. «а1») начинают выделяться кристаллы твердого раствора состава S. При дальнейшем охлаждении масса (размеры и количество) кристаллов твердой фазы возрастает, а количество расплава соответственно снижается. При этом одновременно меняется состав фаз: жидкой - по стрелке на линии ликвидуса от Сдо Р, а твердых кристаллов - по стрелке на линии солидуса отS доС. Такой характер кристаллизации приводит к дендритной ликвации, в результате которой зерна твердой фазы будут неоднородны по сечению - в центре зерна сплав будет обогащен компонентом В. При медленном охлаждении в системе происходит самопроизвольное выравнивание состава зерен в результате диффузии. Но в реальных условиях производства, когда расплав охлаждается быстро, полного выравнивания не происходит.