Переход от однофазной области к двухфазной сопровождается резким изменением углового коэффициента изотермы свойств. Изменение физических свойств двухфазных систем в первом приближении подчиняется закону аддитивности. Характерные изотермические кривые изменения электропроводности и твердости в зависимости от типа диаграммы состояния и природы фаз. Отклонение от аддитивности часто наблюдается в изменении электропроводности и твердости. Н.С. Курнаков отмечал, что изотермы физических свойств двухфазных систем прямолинейны, если система стабильна. Например, при ускоренном охлаждении сплавов эвтектической системы эвтектике соответствуют максимальные твердость и электросопротивление, что связано с дисперсностью эвтектической структуры. В равновесном состоянии сплав эвтектического состава не должен занимать особого положения на изотермах свойств. Точки, соответствующие границам одно- и двухфазных областей, получаются при пересечении двух кривых, и соответствующий им состав, в отличие от сингулярной точки, зависит от температуры.

В настоящее время значительно расширился круг изучаемых свойств. Число физических свойств, используемых в физико-химическом анализе, к 50-м годам достигало трех десятков; сейчас их в несколько раз больше. Исследование многих свойств проводится в широком интервале температур (от температур, близких к абсолютному нулю, до температур плавления) ; исследуется влияние разных факторов, определяющих равновесие систем, на вид диаграммы состав- свойство.
Металлы VA и VIA групп почти неограниченно растворимы друг в друге в жидком и твердом состояниях. Для двойных непрерывных твердых растворов по закону Курнакова максимум упрочнения и твердости в зависимости от состава приходится на 40-60 %. Причинами этого служат увеличение искажений кристаллической решетки металла - основы и, по-видимому, увеличение доли неметаллической (скорее всего ковалентной) составляющей межатомной связи с повышением содержания другого компонента в твердом растворе. Согласно теории дислокации, упрочнение в твердых растворах - результат взаимодействия кристаллографических дефектов (дислокаций, вакансий и т.д.). В такой системе препятствиями движению дислокаций служат искажения, возникающие в решетке из-за разных размеров атомов, или особенности упругого поведения материала вблизи растворенных атомов. Прирост напряжения сдвига при легировании зависит от разности размеров атомов, разности модулей сдвига решеток и концентрации.

Ограничимся рассмотрением лишь некоторых, с нашей точки зрения наиболее важных для разработки сплавов, диаграмм состояния редких металлов.
Расположение в одной подгруппе Периодической системы и изоморф-ность кристаллических структур предопределяют большую взаимную растворимость металлов VA группы - ванадия, ниобия и тантала.
В системе Nb-Ta наблюдается непрерывная растворимость компонентов. Линия солидуса полого поднимается от температуры плавления ниобия до температуры плавления тантала. Признаков превращения в твердом состоянии обнаружено не было. Сплавы системы Та-Nb характеризуются очень небольшим интервалом кристаллизации. Аналогично взаимодействуют компоненты в системах V-Nb и V-Ta. Только в системе ванадий - тантал в процессе упорядочения твердого раствора образуется промежуточная фаза V2Ta, гомогенная в узкой области концентраций и имеющая две полиморфные модификации со структурами типов С14 и С15. Температурный интервал кристаллизации у сплавов этих систем несколько больше, чем у сплавов системы Та-Nb.

Ограниченная. растворимость в твердом состоянии наблюдается в системах Мз-Си и Та-Сг. В этих системах образуются фазы Лавеса ЧЬСг2 и ТаСг2 с изоморфной кристаллической структурой. Предельная растворимость ниобия в хроме при 1640°С составляет ~ 17 % (по массе), а предельная растворимость хрома в ниобии ~ 16 % (по массе) при 1660°С. Соединение 1%Сг2 имеет полиморфное превращение при 1585°С. е-фаза обладает кубической решеткой типа MgCu2. Соединение ТаСг2 плавится конгруэнтно при 2020 С. Полиморфное превращение этого соединения обнаружено при 1805°С.
Во многих металлических системах, имеющих значительную растворимость в твердом состоянии, обнаружены распад или упорядочение твердого раствора. Как правило, температура упорядочения составляет 0,55- -Ю,63 Гпл К. Для тугоплавких непрерывных твердых растворов между металлами VA и VIA групп этот вопрос еще недостаточно исследован.

Тугоплавкие металлы IVA группы (титан, цирконий и гафний), как известно, являются полиморфными. Низкотемпературная модификация их имеет г.п.у. решетку, а высокотемпературная - о.ц.к. Металлы VA и VIA групп образуют непрерывный ряд твердых растворов с изоморфной им высокотемпературной Я-модификацией титана и ограниченные твердые растворы с а-титаном (г.п.у. решетка). Исключение представляет система Ti-W, в которой наблюдается ограниченная растворимость вольфрама в обеих модификациях. В системе Ti-Cr образуется соединение с температурой плавления 1350°С. В остальных системах с участием металлов IVA и VIA групп промежуточные фазы отсутствуют.