Этот тип диаграмм характерен для сплавов, компоненты которых неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно растворимы в твердом состоянии, не образуют химических соединений и не имеют аллотропических превращений.
На рис. 2.5 представлена диаграмма III типа для случая, когда за пределами растворимости компонентов образуются механические смеси твердых растворов на основе каждого из них.
На рассматриваемой диаграмме можно выделить жидкую фазу Ж, находящуюся выше линии ликвидуса ADB, две области α + Ж и β + Ж, находящиеся между линиями ликвидуса ADB и солидуса ACDEB; две области ограниченных твердых растворов α и β, лежащие ниже линий АС и ЕВ; двухфазную область, расположенную ниже линии СЕ.
Фаза α представляет собой твердый раствор компонента В в А, а β -твердый раствор компонента А в В. Линии диаграммы CF и ЕК характеризуют изменение растворимости в зависимости от температуры соответственно компонента В в α-фазе и компонента А в β-фазе.
Если опустить перпендикуляры на ось абсцисс из точек, лежащих на линиях CF и ЕК, то можно определить составы фаз для заданных температур. Так, например, при температурах t₁ и t₂ составы фаз α и β будут соответственно α₁, α₂ и β₁, β₂ (см. рис. 2.5).

Рис. 2.5 Диаграмма состояния III типа
На линии диаграммы СЕ при наименьшей температуре t_Э кристаллизуется эвтектика Эвт(α+β), представляющая равномерную смесь мелкозернистых фаз α и β. Ниже линии CD находится область доэвтектических сплавов, состоящих из первичных зерен α-фазы, распределенных в эвтектике Эвт(α+β), и зерен вторичной β_II-фазы, выделившейся из твердой α-фазы при снижении температуры. А ниже линии DE находится область заэвтектическнх сплавов, состоящих из первичных зерен β-фазы, распределенных в эвтектике Эвт(α+β), и зерен вторичной фазы α_II, выделившейся из твердой β-фазы. Двухфазные области α+ β_II (ниже линии СЕ) и β + α_II (ниже линии ЕК) образуются вследствие ограничения растворимости компонентов в зависимости от температуры. При этом выделяющиеся из фаз избыточные компоненты А и В образуют на базе своих решеток зерна отмеченных выше вторичных фаз β_II и α_II, растворяя в себе атомы другого компонента. Следует отмстить, что начавшийся от температуры t_Э процесс выделения вторичных фаз из ранее образовавшихся фаз продолжается до полного охлаждения сплава. Это означает, что не только из &alfa; и β выделяются α_II и β_II, но и из последних в свою очередь также выделяются соответственно новые α_II и β_II, и так до полного прекращения процесса охлаждения.
Диаграмму состояния III типа образует, например, сплав Pb-Sn (Свинец-Олово).