Критическое сопоставление многочисленных исследований системы вольфрам — углерод приведено в работе Хансена. Там же обсуждается вопрос о карбидах W2C и WC и других возможных соединениях.
В классической весьма тщательной работе Сайкса дана диаграмма состояния вольфрам-углерод (рис. 49), построенная в основном по данным определения температур плавления, обширного металлографического исследования и рентгеноструктурного анализа литых и спеченных сплавов. Исключительные трудности изучения этой системы как при изготовлении образцов, так и при их исследовании связаны с высокой тугоплавкостью опытных сплавов и трудноконтролируемой склонностью к распаду ряда соединений. Несмотря на это, учитывая предыдущие исследования и новые данные, можно предложенную диаграмму принять за основу.
Вольфрам растворяет при 2400° примерно 0,05% С (Руфф и Вунш определяют растворимость до 0,12%). Первая эвтектика из твердого раствора, богатого вольфрамом, и карбида W2C содержит 1,5% С и плавится при 2475°. Карбид (3,16% С), существование которого показано многократно, плавится при 2650—2750°. Данные других исследований приведены в табл. 38.
Недавно Нортон рентгенографически исследовал область гомогенности W2С-фазы выше 1400° и получил лишь незначительные отклонения от данных Сайкса.
При исследовании вольфрамовой проволоки, науглероженной из газовой фазы, Скаупи и Беккер обнаружили наряду с W2C и WC новую фазу. На основании рентгеноструктурного анализа и физических измерений Беккер рассматривает эту фазу как полиморфную модификацию гексагонального карбида W2C.
Превращение в-W2C в a-W2C происходит при 2400°. Неустойчивая в-фаза переходит в a-фазу при механической обработке. Строение решетки высокотемпературной фазы неясно. Рентгенограмма в-W2C показывает в сопоставлении с устойчивой при комнатной температуре a-фазой более простую систему линий. Почти все линии в-W2C совпадают с соответствующими линиями а-фазы; при устранении некоторых линий из рентгенограммы а-фазы легко получается рентгенограмма в-W2C. Таким образом, в-W2C как будто образуется из а-фазы простым перемещением атомов. В диаграмме Сайкса этого полиморфное превращение не отражено; ее нужно дополнить соответствующей линией.
В вольфраме, осажденном при разложении карбонила вольфрама, при известных условиях образуется кубический гранецентрированный карбид W2C. Возможно, что существует связь между этой фазой и а—в-превращением W2C по Беккеру.
Вторая эвтектика W2C + WC плавится при 2525° и содержит около 4,5% С. Карбид WC (6,12% С), температура плавления которого, по данным разных авторов, также приведена в табл. 38, распадается при 2600° на углерод и обогащенный вольфрамом жидкий сплав (W2C).
Сколько-нибудь заметное образование твердых растворов W-W2C-WC не наблюдалось.