В сталях и сплавах возможны три случая растворимости: Компоненты практически не растворя-1 ются. При этом образуется гетерогенная смесь и каждый] элемент кристаллизуется в своей решетке (например, сви-| нецсодержащие стали повышенной обрабатываемости, см.! гл. XX, п. 5). Полной нерастворимости компонентов фактически нет. Так, в свинецсодержащих сталях максимальная растворимость свинца в у-железе при 1450°С составляет] 0,02%, а в а-железе при 8500C 0,0011%. Практически не] растворяются в а-железе сера, цирконий, гафний, тантал,] висмут. Системы, в которых максимальная растворимость элемента в железе менее 0,2 %, будем классифицировать как твердые растворы с незначительной растворимостью.
Компоненты имеют неограниченную полную растворимость. В этом случае атомы разных элементов образуют общую кристаллическую решетку — непрерывный твердый раствор. Железо с легирующими элементами образует непрерывные твердые растворы в системах Fe—Cr; Fe—V (се-твердые растворы) и Fe—Mn: Fe— —Ni; Fe—Со (^-твердые растворы). Однако и в некоторых из этих сплавов при определенных концентрациях легирующего элемента и температурах образуются промежуточные фазы — интерметаллиды.
Компоненты ограниченно растворимы, т. е. на диаграмме состояния со стороны «чистого» элемента образуется ограниченный твердый раствор, имеющий кристаллическую решетку растворителя. Величина растворимости будет различной в каждой системе, т. е. ограниченные твердые растворы будут иметь неодинаковую область гомогенности (концентрационные границы существования твердого раствора).
В большинстве систем на основе железа образуются именно ограниченные твердые растворы. В зависимости от величины области гомогенности будем классифицировать такие растворы как ограниченные с широкой областью гомогенности (в железе растворяется более 2 % элемента) и с узкой областью гомогенности (от 0,2 до 21%).
Таким образом, по растворимости легирующих элементов в железе твердые растворы подразделяют на непрерыв’ ные, ограниченные с широкой областью гомогенности, огра- ниченные с узкой областью гомогенности, с незначительной растворимостью.
Растворение легирующих элементов в железе может происходить по типу замещения и внедрения.