チタンの二元状態図の 4 つの主な形式

II コルニーロフの分類によれば、チタンに富む留分の二成分系の状態図には 4 つの主な形式があります。

最初のものでは、（密に配置された六方格子）と（体心立方格子）は両方とも連続固溶体系です（図a）。 このような二元系は、Ti-Zr 系と Ti-Hf 系の 2 つだけです。 チタンがジルコニウム、ハフニウムと連続固溶体を形成する理由は、チタン、ジルコニウム、ハフニウムが周期表の同じ族の元素であり、それらの原子が同じ外部電子構造、同じ種類の格子、原子半径も似ています。 Ti-Zr-Hf の三元系も三元連続固溶体を形成すると考えられます。

2 番目のタイプは、 は連続固溶体であり、 は有限固溶体系です (図 b)。 このような二元系には、Ti-Mo、Ti-V、Ti-Nb、Ti-Ta の 4 つがあります。 Mo、V、Nb、Ta と同様に、これら 4 つの金属は 1 つの結晶型、つまり体心立方格子のみを持っています。そのため、同じ結晶型を持つのは -Ti だけであり、連続固溶体を形成し、 aTiの六方格子が有限固溶体を形成する場合、チタンとアルミニウム、バナジウム、ニオブ、タンタルなどの複数の合金から構成される場合、また、様々な連続固溶体および有限固溶体が形成されます。

第三に、固体状態では、包接反応が起こり、1つまたは複数の金属化合物系が形成されます（図c）。 この状態図を形成する二元系は、Ti-Al、Ti-Sn、Ti-Ce、Ti-B、Ti-C などです。 最初の 3 つの系は固溶体間隔が広く、これは耐熱チタン合金において重要です。

4 番目は、固相共晶反応と特定の化合物系の形成です (図 d)。 Ti-Sc、Ti-Cr、Ti-W、Ti-U、Ti-Mn、Ti-Fe、Ti-Co、Ti-Ni、TiCu、Ti-Pd、Ti-Pb二元系の例。

周期表には100以上の元素があり、チタン状態図で二元系を形成できるものは70以上あり、約50～60の研究データがあります。