Между Fe304 и Fe203 в твердом состоянии имеется лишь ограниченная растворимость с эвтектикой между двумя окислами. Уайт показал, что при атмосферном давлении кислорода (15,2 см рт. ст.) имеется ничтожная потеря его до тех пор, пока Fe203*He будет нагрета выше 1100°. При 1200е твердый раствор Fe203 и Fe304 содержит около 97,4% Fe203 и 2,6% Fe304.
При 1360° предел растворимости магнетита в окиси железа достигается при 17,4% Fe304.
При этом появляется новая фаза, состоящая из гематита, растворенного в магнетите; так как система является инвариантной, то богатая гематитом фаза переходит при постоянной температуре в фазу, богатую магнетитом, с 66,8% Fe304; этот переход происходит медленно и для завершения процесса требуется несколько часов.
Хотя чистый магнетит плавится при 159Г, твердый раствор магнетита и гематита сначала образует некоторое количество жидкой фазы при нагреве до 1585е в равновесных условиях с кислородным давлением воздуха, и плавление происходит в пределах 1585-1605°, сопровождаясь (согласно Уайту) поглощением кислорода.
Если снова охладить жидкость, то теоретически магнетит и гематит должны вновь превратиться в окись железа Fe203.
Фактически поглощение кислорода происходит настолько медленно из-за непроницаемости магнетита, что при обычных температурах при быстром охлаждении получается твердое вещество, очень богатое магнетитом. Условия равновесия между FeO и Fe203 пока еше не выяснены.
Если нагревать металлическое железо в воздушной среде, оно окисляется; продукт этого окисления в условиях равновесия с воздухом имеет температуру плавления 137Г. Однако в жидкости содержится больше кислорода, чем теоретически требуется для FeO, поэтому оно носит наименование «вюстит».
Выше 570° чистая FeO начинает разлагаться на Fe304 и металлическое железо согласно уравнению 4FeOFe + Fe304, так что при 137Г жидкая фаза в равновесии с металлическим железом содержит в своем составе эквивалент 11,5% Fe203.
Однако разложение FeO происходит очень медленно, так что при быстром охлаждении при комнатной температуре может быть получен окисел, богатый FeO. Кривая равновесия между вюститом и Fe304 не получила общего признания. Последняя работа дает основание предполагать наличие перитектики, однако предыдущие работы многих исследователей указывают на наличие эвтектики, температуру которой определяют в 1170, 1200 и даже выше 1300°.