3  -  Diagrammes de phases avec miscibilité totale à l’état solide

C’est par exemple le cas du laiton, un alliage de cuivre (température de fusion = 1084°C) et de zinc (température de fusion = 420°C) ou le cas d’un alliage cuivre (température de fusion = 1084°C) et du nickel (température de fusion = 1453°C). Ils sont alors dits totalement miscibles.

Dans le cas  de l’alliage Cu-Ni, nous obtenons la courbe de refroidissement du cuivre avec un palier à 1084°C et la courbe de refroidissement du nickel avec un palier à 1453°C. Entre ces deux extrêmes, les alliages à différentes concentrations présentent un intervalle de solidification non isotherme. De 0% de nickel à 100% de nickel, les points d’inflexion supérieurs qui correspondent au début de la solidification forment une courbe appelée liquidus, les points d’inflexion inférieurs qui correspondent à la solidification totale forment une courbe appelée solidus.

Figure 4 : Diagramme de phase cuivre-nickel avec pourcentage massique du nickel dans le cuivre

Ce type de diagramme est appelé diagramme à un fuseau. On obtient un diagramme à un fuseau avec d’autres alliages binaires à miscibilité totale à l’état solide :Cu-Pd, Ag-Au, Ir-Pt, Ag-Pd…

Le diagramme à deux fuseaux (figure 5) possède un point de contact intermédiaire entre liquidus et solidus. Sa température est inférieure à la température de chacun des constituants. À ce point, le comportement de l’alliage est identique à celui d’un corps pur.

Contrairement aux alliages totalement miscibles, ces alliages particuliers ont tendance à présenter des transformations à l’état solide avec, soit une zone de démixtion, soit un ordonnancement comme dans le cas de l’alliage or-cuivre avec formations de composés AuCu ou AuCu3.

Exemples d’alliages binaires à miscibilité totale à l’état solide présentant un diagramme de phase à deux fuseaux :Fe-Cr, Cu-Mg et surtout Au-Cu …

Figure 5 : Diagramme de phase or-cuivre avec deux fuseaux
À noter la transformation à l’état solide avec tendance à l’ordonnancement de la solution solide.
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