Сплавы обычно образуются путем соединения металлов с металлами или металлов с металлоидами в расплавленном состоянии.
   Свойства сплава отличаются от свойств чистых металлов, образовавших сплав Варьируя компонентами сплава, можно изменять такие его свойства, как твердость, прочность, пластичность, цвет, коррозионная стойкость и другие, а добавляя неблагородные металлы, можно снизить стоимость сплавов благородных металлов.
   Растворимость металлов в жидком состоянии. Каждый сплав образуется в процессе плавки металлов. При этом между компо¬нентами (составляющими) сплава в расплавленном состоянии наблюдаются три различных случая взаимодействия.
   1. Полная нерастворимость. Компоненты образуют в расплаве отчетливо разграниченные слон, находящиеся одни над другим, например, свинца и железа.
   2. Полная растворимость. В этом случае, который встречается чаще всего, всегда образуется однородный расплав, при этом безразлично, в каком качественном соотношении находятся его компоненты,
   3. Ограниченная растворимость. Металлы растворяются друг в друге только в определенных пределах.

   Если перейти границу растворимости, то образуются, как и первом случае, слои жидких металлов. Примером может служить система серебро—никель. В расплавленном никеле может раствориться до 2% серебра, а в жидком серебре — до 0,4% никеля. Если эти границы будут перейдены, то образуются два лежащих один над другим слоя, которые соответствуют упомянутому составу.
   Расплав, содержащий 50% серебра и 50% никеля, имеет слой никеля с 2% се¬ребра и слой серебра с 0,4% никеля.
   Сплав может образоваться только тогда, когда исходные компоненты растворяются в жидком состоянии и без остатка Однако при кристаллизации однородного расплава могут образоваться различные типы структур.

   Если компоненты сплава сходны по строению кристаллической решетки, то полная их взаимная растворимость может сохраниться также и в твердом состоянии.

   В этом случае атомы обоих метал лов составляют общую кристаллическую решетку. 
   Если кристаллические решетки компонентов исходных металлов сплава различны, то при переходе из жидкого состояния в твердое компоненты образуют самостоятельные кристаллиты, и после затвердевания сплав состоит из смеси кристаллитов исходных компонентов.

   Металлы с неограниченной растворимостью в жидком состоянии при затвердевании могут образовать твердые растворы в которых атомы одного компонента встроены в кристаллическую решетку другого только в определенных пределах.
   Встречаются также металлические соединения (интерметаллиды), подобные химическим, образующие в сплавах твердые растворы. Эти соединения, отличающиеся твердостью и хрупкостью, почти не поддаются обработке давлением.

Из диаграммы состояния (рис. 4) можно сделать основные выводы о структуре и составе различных сплаве этой системы. Кроме того, можно понять, как ведет себя сплав при переходе из твердого состояния в жидкое и наоборот. В области I металлы находятся в жидком состоянии; в области II происходит переход к твердому состоянию в область III. По диаграмме можно установить, при какой температуре рассматриваемый сплав данного состава затвердевает или расплавляется, какова его область плавления и т. д.

Здесь говорится о чистом золоте. Температура 1063° С соответствует точке плавления или затвердевания золота. При охлаждении в этой точке металл находится в тестообразном переходном состоянии до тех пор, пока не заканчивается процесс.

900/000 Au (500/000 Ag)

В этом сплаве уже имеется не просто точка перехода металла нз жидкого состояния в твердое, как в предыдущем примере, и температурный интервал превращения. Затвердевание сплава начинается при температуре 1058° С (точка ликвидуса, или просто ликвидус) и заканчивается при температуре 1048° С (точка солидуса, илн просто солидус). Между ликвидусом и солидусом находится интервал затвердевания (плавления), в котором метал находится в тестообразном состоянии Этот интервал является типичным для всех сплавов

500/000 Au (500/000 Ag)

В этом сплаве количество обоих метал¬лов одинаково. Интервал между ликвидусом (1020 С) и солидусом (1000° С) здесь наибольший.

250/000 Au (750/000 Ag)

С повышением содержания серебра уменьшается разность между температурами ликвидуса и солидуса, дли этого сплава они составляют соответственно 988 и 975° С.

000/000 Au (1000/000 Ag) Здесь рассматривается уже чистое се¬ребро, подобно тому, как в первом примере — чистое золото, только температура плавления (затвердевания) теперь другая и составляет для серебра 960 С.
Все точки ликвидуса в этой системе лежат на верхней кривой, а точки солидуса — на нижней. Обе кривые сходятся в точках плавления чистых металлов.
Диаграмма подобного рода указывает на образование однородных твердых растворов с неограниченной растворимостью компонентов друг в друге.

Свойства сплавов Au—Ag

   Как можно видеть из рнс. 4, все возможные точки ликвидуса и солидуса сплавов лежат между точками плавления чистых металлов. Цвет сплавов меняется с повышением содержания серебра от желтого, соответствующего чистому золоту, до белого цвета чистого серебра. Сплавы с содержанием золота в пределах от 600/000 до 700/000 имеют красивый красно-зеленый оттенок.

   Однако из-за низких механических свойств эти сплавы на практике применяются очень редко. Обычно к ним добавляют другие легирующие элементы.
   Сплавы системы золото—серебро с содержанием золота до 523 разрушаются под действием азотной кислоты, сплавы с более высоким содержанием золота в азотной кислоте почти не растворяются. Сплавы с содержанием золота выше 750/000 и серебра ниже 250/000) растворяются только в царской водке. Нижняя граница коррозионной стойкости этих сплавов лежит в пределах 377/000 Аu.

   Сплавы с меньшим содержанием золота образуют сернистые соединения не темнеют.

Система Au -Сu

   Оба металла из-за нх близкого сходства образуют непрерывный ряд твердых растворов, как н в описанных выше сплавах. Кривые плавкости (рис 5) начинаются от точки плавления золота (1063 С) и кончаются в точке плавления меди (1083° С).

   Однако эти кривые не идут с такой строгой закон мерностью, как у сплавов Аu—Ag. Точки ликвидуса и солидуса большей частью находятся ниже точек плавления чистых мети¬лов. При составе 820/000 Аu и 180/000 Си температура плавления сплава достигает минимума (889 С). Ликвидус и солидус совпадают. С уменьшением содержания золота в сплаве 820/000 Au температура плавления сплавов понижается, а затем повышается до температуры плавления меди.
   Из диаграммы также видно, что из твердого раствора при тем¬пературе около 400° С выделяют соединения AuCu и AuCu3, что сопровождается перестройкой кристаллической решетки.
   При медленном охлаждении или томлении при соответствую¬щих режимах твердость и прочность сплавов этой области могут значительно повыситься.
   Система Аu—Си охватывает сплавы красного золота, которые приобретают свой цвет благодаря присутствию меди Сплавы Аu—Сu, гак же, как и сплавы Au—Ag, в ювелирном деле приме¬няются очень редко.
   При обработке сплавов Аu—Сu с содержанием золота от 500/000 до 750/000 следует помнить, что они лежат в области дисперсионного твердения Если такой сплав после литья или отжига нужно получить мягким, то старение необходимо предотвратить закалкой в воде или в спирте. Если же готовое изделие должно быть твердым и прочным, то после отжига оно должно быть выдержано при невысокой температуре, т. е. подвергнуто искусственному старению.
   Под действием сильных кислот (особенно азотной) сплавы. с содержанием ниже 650 Аи разрушаются, при более высоком содержании благородного металла разрушение их незначительно.
Все сплавы, Аu—Сu растворяются в царской водке. Важнейшим из достат¬ком этих сплавов является малая устойчивость против коррозии на воздухе Сплав с содержанием ниже 508/000 Аи заметно тускнеет на воздухе из-за образования сернистых соединений.

   Эта система затвердевает, образуя твердые растворы с ограниченной растворимостью. При этом возникают следующие фазы, легко различимые под микроскопом:

а) обогащен¬ный серебром твердый раствор с наибольшим содержанием меди 9%;

б) обогащенный медью твердый раствор с наибольшим содержанием серебра 8%. Только в сплаве состава 72% Ag и 28% Си образуются одновременно альфа и беты фазы. Температура затвердевания этого сплава от начала процесса до конца остает¬ся постоянной и равной 779" С. Кривая охлаждения его подобна кривой охлаждения чистого металла. Структура данного сплава мелкозернистая и равномерная такую структуру принято называть эвтектическая.

   Если содержание серебра в сплаве меньше 7%, такой сплав называется эвтектическим К этой области сплавов принадлежи например, сплав, содержащий серебра в котором 50%. Начинает затвердевать при такой же температуре, как сплав 875 пробы, но в отличие от последнего при затвердевании из расплава выделяются кристаллы бета-фаз. С их ростом содержание меди в расплаве уменьшаете, а содержание серебра увелчивается. Когда содержани серебра достигнет 72% а температура упадет до 779 С, остаточная жидка фаза кристаллизуется вокруг крупных кристаллов бета-фаэ в виде эвтектики, т. е. происходит одновременное образование а- и бета-фаз.
   Если содержание серебра в сплаве выше 72%, то такие сплавы называют доэвтетическнмн , как, например, сплав серебра 875 пробы. При затвердении его при темпер-ре 840° С из расплава выделя¬ются обогащенные серебром кристаллы альфа фазы. Содержание серебра в расплаве уменьшается, но при температуре 779 С остаток расплава затвердевает в виде эвтектики, расположенной по границам крупных зерен а-фазы.
   Если содержание меди в сплаве соответствует составу а-фазы (или еще меньше), то образуется гомогенный (однородный) твердый раствор. Такие сплавы называются внеэвтектическимн К ним относятся все сплавы с содержанием серебра выше 91 % В качестве примера может служить сплав серебра 925 пробы — монетный сплав (стерлинговое серебро). Он начинает затвердевать при температуре 900° С, и имеющаяся в сплаве медь полностью растворяется в серебре Так как в сплаве находится 7,5% Cu, а предел насыщения серебра медыо равен 9% Си, то при 810 С сплав застывает с образованием гомогенного твердого раствора.
Подобные твердые растворы образуются и со стороны медн, но в производстве ювелирных изделий эти сплавы не применяются, и поэтому останавливаться на них мы не будем
   С понижением температуры растворимость металлов в твер¬дом состоянии уменьшается и избыточный металл начинает выделяться из сплава по кривой, идущей вниз от точки, соответствующей пределу насыщения меди в серебре.

   Добавка к чистому серебру 5% Си в два раза увеличивает его твердость. Если на изделие наносится чернь, то и в этом случае, как и для эмалирования, необходимо использовать твердые растворы, поскольку температура плавления черни настолько высока, что у сплавов эвтектической области возможно оплавление границ зерен.

У сплавов Ag—Сu с повышением содержания меди до 28% твердость и прочность повышаются, а пластичность понижается. Это практически означает, что сплавы с высоким содержанием серебра хотя и хорошо деформируются при обработке давлением, но и изделия из них при употреблении легко искривляются и изнашиваются.
   Стойкость сплавов системы Ag—Сu к кислотам почти одинакова, так как оба исходных металла одинаково устойчивы против важнейших кислот. Сплавы серебра легко растворяются в азотной и концентрированной серной кислотах, в то время как в разбавленной серной кислоте наиболее распространенном травителе они не растворяются.

   Однако даже чистое серебро неустойчиво на воздухе. Вследствие образования черного сульфида серебра сплав становится тусклым. С увеличением содержания меди в сплаве химическая стойкость последнего на воздухе уменьшается, так как серные и аммиачные соединения меди приводят к потемнению сплава.
   Особые свойства сплавов Ag—Сu. Данных диаграмм и помещенных выше таблиц вполне достаточно для того, чтобы иметь представление о механических и других общих свойствах сплавов.

   Однако, несмотря на это, следует указать на некоторые специальные свойства основных сплавов серебра, применяемых в ювелирном деле.

   Цвет этого сплава такой же, как и у чистого серебра. При отжиге на воздухе на поверхности сплава образуется тонкая окисная пленка, под которой находится гете¬рогенный внутренний окисный слой. Благодаря высокой темпера¬туре плавления и цвету сплав используется для эмалирования и чернения, так как краски эмали и черни на этой основе имеют  интенсивный блеск. Сплав такого состава очень хороню поддается обработке давлением. Его следует применять при глубокой вытяжке, чеканке, а также для изготовления изделий из очень тонкой проволоки.

   При температуре 600° С начинается старение сплава. После разливки или отжига следует сразу же приступ к обработке сплава, так как в противном случае может произойти естественное старение и пластичность сплава сильно понизится.

   К недостаткам сплава серебра 950 пробы следует отнести невысокие механические свойства: изделия, изготовленные из этого сплава, при эксплуатации деформируются. Старением можно увеличить прочность сплава с 50 до 100 кгс/мм2, но это приводит к усложнению и повышению стоимости обработки сплава.

Сплав серебра 925 пробы

   Он называется также «стерлинговое серебро» или «стандартное серебро». Из-за значительного содержания серебра в сплаве и высоких технических свойств этот сплав широко распространен во многих странах. Цвет сплава такой же, как у серебра 950 пробы, однако механические свойства выше. Сплав также пригоден для эмалирования и чернения. Для получения высокой пластичности после отжига сплав следует подвергать закалке. В этом случае сплав обладает хорошей пластичностью и достаточной твердостью.  

   Благодаря старению при температуре 300° С прочность сплава повышается с 60 до 160 кгс/мм2.