Компоненты сплава могут растворяться друг в друге, образовывать химические соединения или не вступать во взаимодействие. Соответственно с характером взаимодействия компонентов различают следующие основные типы соединений: твердые растворы, химические соединения и смеси (компоненты могут образовывать и другие типы соединений, которые здесь не рассматриваются).
Твердые растворы характеризуются тем, что при их образовании один компонент — растворитель сохраняет свою кристаллическую решетку, а другой — растворимый отдает свои атомы в кристаллическую решетку растворителя. В результате образуется одна фаза с кристаллической решеткой компонента — растворителя. Различают твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения (рис. 3.1).
При образовании твердых растворов замещения атомы растворимого компонента В замещают атомы растворителя A в его кристаллической решетке. По взаимной растворимости компонентов различают твердые растворы замещения с неограниченной и ограниченной растворимостью компонентов. В твердых растворах с неограниченной растворимостью компонентов возможна любая концентрация растворимого компонента (вплоть до 100%).
Условия образования твердых растворов замещения:

• компоненты принадлежат одной или смежным группам Периодической системы химических элементов и имеют близкое строение валентной ободочки электронов атомов;
• компоненты имеют кристаллические решетки одного типа;
• атомные радиусы компонентов должны иметь небольшое различие — не более 8... 15%, при большей разнице твердые растворы не образуются.

Поскольку атомные радиусы компонентов неодинаковы, при образовании твердых растворов замещения происходит искажение кристаллической решетки (рис. 3.2).
При образовании твердых растворов внедрения атомы растворимого компонента В размещаются в кристаллической решетке компонента растворителя А между его атомами.
Твердые растворы внедрения образуются, если различие атомных радиусов растворителя и растворимого компонента отличаются значительно: r атомные радиусы растворимого компонента и растворителя соответственно. Твердые растворы внедрения возникают между металлами и неметаллами — элементами I и II периодов Периодической системы, имеющими малые атомные размеры (Н, N, С, В), и обозначают буквами греческого алфавита: α, β, γ и т.д. или А (В), где А — растворитель, В — растворимый компонент.
Твердые растворы представляют собой одну фазу, их свойства наиболее близки свойствам металла-растворителя. Твердые растворы, как правило, пластичны, хорошо деформируются в холодном и горячем состояниях. Расположение атомов компонентов в кристаллической решетке твердого раствора не упорядочено.
Химические соединения. Для них характерно следующее:

• вещества, образующие химические соединения, имеют большие отличия в строении атомов и кристаллических решеток;
• кристаллическая решетка химического соединения отличается от кристаллических решеток образующих его компонентов;
• свойства химического соединения резко отличаются от свойств компонентов, которые сто образовали;
• атомы в кристаллической решетке химического соединения расположены упорядоченно, т.е. атомы каждого компонента расположены закономерно и по определенным
  узлам кристаллической решетки;
• состав химического соединения можно описать стехиометрической формулой АmВn, где m и n — взаимно простые целые числа;
• химические соединения однофазны.

Соединения типа «металл — металл» (например, СuAl₂) называются интерметаллидами. Интерметаллиды характеризуются металлическим типом связи. В узлах кристаллической решетки таких соединений располагаются положительно заряженные ионы, удерживаемые электронным газом.
Химические соединения типа «металл — неметалл» (например, VС, Аl₂O₃) имеют ионный тип связи. Эта сильная связь (см. 1.1.1) обусловливает высокую твердость и хрупкость химических соединений типа «металл — неметалл». Название этих соединений определяет неметаллический материал. Например, нитриды — соединения металлов с азотом; карбиды — с углеродом; оксиды — с кислородом и т .д. Смеси образуют компоненты, которые не растворяются друг в друге в твердом состоянии и не способны к химическому взаимодействию с образованием химического соединения. В сплавах типа «смесь» каждый компонент сохраняет свою кристаллическую решетку.
Структура смеси гетерогенная (неоднородная), состоит из нескольких фаз. Механические свойства смесей зависят от количественного соотношения компонентов, а также от размеров и формы фаз. Смеси могут образовываться как компонентами, так и более сложными фазами. Например, твердыми растворами или твердым раствором и химическим соединением.