Introduction
Excepté dans quelques cas particuliers, les métaux sont rarement utilisés industriellement à l’état pur. Généralement on utilise des alliages qui sont des mélanges de plusieurs métaux purs en proportions données ; ils sont constitués de deux (alliages binaires), trois (alliages ternaires),... \(n\) éléments. Les alliages sont composés d’une phase (alliages monophasés) ou de plusieurs phases (alliages polyphasés). Une phase peut être définie comme une partie homogène du matériau ayant une composition chimique et une structure propres. À l’état solide, deux types de phases sont mises en évidence : les solutions solides et les composés définis.
Les alliages peuvent être étudiés comme des systèmes physiques dont la variance est donnée par la règle de Gibbs (ou règle des phases) : \(v = n + 1 - \phi\), exprimée sur la figure suivante.
v représente la variance du système et correspond au nombre de variables indépendantes dont il est nécessaire et suffisant de connaître la valeur pour définir complètement le système (généralement la température et la composition chimique des phases en présence, la pression étant quant à elle fixée dans la plupart des procédés métallurgiques), n représente le nombre de constituants indépendants et \(\phi\) représente le nombre de phases.
Pour les alliages binaires, pour lesquels \(n = 2\), alors \(v = 3 - \phi\). Le nombre de phases, selon les états du système, peut être égal à un (alliage monophasé), à deux (alliage biphasé) ou à trois (alliage triphasé) ; une variance négative n’ayant aucun sens physique.
Par exemple, pour un système biphasé, la variance est de 1, ce qui signifie que lorsqu'une variable est fixée, les autres le sont systématiquement : si on fixe la température, la composition chimique des trois phases en présence est fixée.
