1.5 fasi - leghe- soluzioni solide.

-soluzione solida di sostituzione: si forma quando atomi di soluto sostituiscono atomi di solvente nel reticolo cristallino di quest'ultimo.

-soluzione solida interstiziale:si forma quando atomi di soluto occupano posizioni situate fra gli iterstizi degli atomi che fungono da solvente.

-fase intermedia: sruttura cristallina diversa da quella che compone la lega. Un caso noto di fase intermedia nella lega Fe-C è la cementite (Fe  C) soluzione soprassatura di carbonio. Essa ha una struttura complessa a simmetria ortorombica, ferro magnetica con un punto di curva a 210°C.

-composto intermetallico: tipo di soluzione solida tra due metalli avente caratteristiche vicine a quelle di un composto chimico, ma che spesso non segue la regola ordinaria della valenza. I composti intermetallici si formano con maggiore probabilità quando esiste una forte differenza di natura elettrica tra i due metalli.   

Diagramma per lo studio delle trasformazioni strutturali degli acciai

La maggior parte dei trattamenti termici degli acciai si basa sulla trasformazione dell'austinite, per la comprensione di tali trasformazioni in primo luogo è fondamentale conoscerle attraverso lo studio del diagramma Fe-C le strutture di equilibrio degi acciai al variare della temperatura e della percentuale del carbonio presente.

Nei trattamenti termici eseguiti nella pratica si è generalmente lantani dalle condizioni di equilibrio del diagramma Fe-C; al riscaldamento,  per esempio,le condizioni di austnizzazione acquistano una particolare importanza, poiché esse influenzano sia la distribuzione del carbonio e degli elementi di lega nella soluzione solida sia il grado di soluzine dei carburi, sia le dimensioni del grano austenitico, tutti i fattori che a loro volta esercitano una notevole influenza, sulle trsformazioni strutturali degli acciai durante il raffreddamento. L'andamento della formazione dell'austenite al riscaldamento dell'acciaio, viene rappresentato con i diagrammi T.T.A.(temperatura tempo austenizazione) mentre la trasformazione dell'austenite durante il raffreddamento viene descritta dai diagrami T.T.T.(tempo temperatura trasformazione).

Il diagramma di stato ferro-carbonio

Il carbonio può esere contenuto nel ferro come carbonio elementare,in forma di grafite, oppure come carburo di ferro Fe  C (cementite). La rappresentazione grafica del sistema binaro ferro- carbonio deve perciò essere duplice: sistema ferro- grafite (stabile), indicato generalmente con linee tratteggiate e sistema ferro -cementite (metastabile) indicato dalle linee continue.

Questo diagramma mostra le fasi (fase liquida, soluzione solida δ, soluzione solida γ, soluzione solida α, carburo di ferro Fe 3C) che si hanno alle varie temperature e per diversi tenori di carbonio, in condizione di equilibrio, condizioni che si possono realizzare solamente se le variazioni di temperatura (sia il riscaldamento che il raffreddamento) sono molto lente.

Alle fasi solide del diagramma Fe-C corrispondono altrettante strutture degli acciai:

Ferrite δ (soluzione solida δ)

Austenite γ (soluzione solida γ)

Ferrite α (soluzione solida α)

Cementite Fe-3C (carburo di ferro Fe-3C, in particolare poi si parla della cementite primaria se il carburo si forma direttamente dal liquido, di cementite secondaria se deriva dal smiscelamento dell'austenite satura e di cementite terziaria se invece è smiscelato dalla ferrite).