ÉTIRAGE D'UN CYLINDRE À LA FORGE

Pour faire notre apprentissage de forgeron, nous nous sommes rappelé que l'on oblige l'apprenti à s'exercer d'abord sur du plomb, mais nous nous sommes permis cependant de substituer à la tige pleine qu on lui. donne à forger un tronçon formé de couches concentriques.

Après avoir frappé un peu au hasard, sur la paroi latérale, avec un petit marteau dit rivoir, nous nous sommes bientôt aperçu que notre tronçon ne s'allongeait pas du tout; il augmentait de diamètre extérieur, mais cette augmentation était limitée aux couches extérieures, qui bientôt sont devenues assez libres pour se séparer complètement des couches intérieures.

La figure 1 1 montre ces couches disjointes, ainsi que la forme finale du solide. Elle représente aussi la coupe transversale du noyau central après écrasement complet.

Chaque coup de marteau produisait une facette, et il nous fut bientôt démontré que le rapprochement qui se produisait dans la partie comprise immédiatement sous le marteau était accompagné d'un éloignemcnt des couches dans la partie voisine, comme si l'écoulement, que le choc du marteau aurait pu déterminer dans tous les sens, était en réalité plus facile dans le sens de la circonférence ou transversalement que dans le sens longitudinal.

On comprend même qu'il en soit ainsi, car, si le coup porte sur un point intermédiaire, les molécules voisines ne pourront se déplacer dans le sens longitudinal sans repousser toutes celles qui se trouvent sur la même génératrice , tandis que dans la section transversale, au contraire, il suffit d'un petit déplacement dans le sens de la tangente, pour que l'aplatissement sous le marteau soit facilement réalisable.

Au reste, cet agrandissement de la circonférence extérieure se manifeste sur les bandages des roues, et c'est au même écoulement dans le sens tangentiel qu'il faut attribuer la nécessité du châtrage de ces bandages de roues, après un certain parcours.

Le déboitement des tubes par le forgeage à l'extérieur nous a réussi parfaitement toutes les fois que nous l'avons tenté, et nous avons reconnu bientôt que nous pouvions, à volonté, produire ce déboitement à une profondeur plus ou moins grande.

Pour dégager les couches de la surface, il faut frapper à trèspetits coups, pour que les couches extérieures soient seules intéressées dans le phénomène d'écoulement; la pression déterminée à la surface, étant alors très-faible, ne peut pénétrer dans la masse, par suite de la perte de pression d'un point à un autre ; et à mesure que l'on frappe de plus en plus fort, la pression nécessaire à l'écoulement pénètre à une plus grande profondeur, et

3o jujll«l iS66. — Laminage d'un cylindre plein de «".oiS de diamiire et de o'fio de haulcur.

■ 865. — Forgeage d'un c^^lindre de plomb de o',o3odediimëlre. formé de couches concentriques.

31 mai i8G5. — Forgeage d'un cjliiidre de plomb fannè de buil couchei concenlrïqups.

i865. — Forgeagc d'un cylindre de plomb formé de douie couches concentriques.

produit, à cette profondeur, l^effet qu une pression moins énergique a produit près de la surface.

Cest iâ, d'ailleurs, un fait de détail, notre objet principal étant d'établir que, par ce mode de forgeage, on ne parvient pas à étirer le cylindre primitif, sans recourir à l'emploi des étampes, que Ton doit considérer comme des canaux destinés à forcer la matière à s'écouler dans le sens longitudinal.

L'emploi des étampes nous a, d'ailleurs, donné l'occasion de faire, sur ce mode de forgeage, des observations qui ne sont pas sans intérêt.

Nous avons opéré le martelage d'un cylindre semblable au précédent, placé entre deux étampes, en prenant soin de ne développer que des actions mécaniques très-faibles. L'écoulement, ne pouvant se produire latéralement, a déterminé l'allongement du cylindre; mais nous avons constaté, au bout d'un certain temps, que les couches extérieures seules s'étaient allongées, en se moulant sur les étampes, sans que les couches centrales eussent aucunement participé à ce mouvement d'allongement. (Fig. is.)

Ce résultat étant constaté lors de l'emploi d'un marteau in- . suffisant, nous avons cherché à produire dans les mêmes conditions rétirage, en nous servant cette fois d'un marteau à devant du poids de 5 kilogrammes.

L'écoulement s'est produit plus facilement, mais le résultat a été absolument inver^, quant aux allongements relatifs des différentes couches concentriques : cette fois les couches centrales étaient plus étirées que les couches superficielles, et c'est encore par l'évaluation des effets de la perte de pression à l'intérieur de la masse solide que nous pourrons obtenir une explication des circonstances de la déformation. (Fig. i3.)

Il serait difficile de concevoir une expérience plus nette et plus décisive. Lorsque le marteau est soulevé davantage, par conséquent lorsqu'il retombe avec une plus grande vitesse, et qu'il représente, par sa force vive, une plus grande quantité de travail moteur, l'action se transmet jusqu'à une profondeur déterminée.

Ecoulement des corps solides. i %

et se traduit par le décollement de deux couches placées à une profondeur plus grande.

La perte de pression, variable suivant les circonstances, permettant aux actions extérieures de se transmettre, dans les cas extrêmes, jusqu^à Taxe du cylindre en expérience, on comprend que cet axe puisse alors profiter, dans une certaine mesure, de chacun des chocs que Ton produit successivement sur toutes les génératrices de la paroi extérieure, et qu'ainsi cet axe soit en définitive plus étiré que les couches extérieures elles-mêmes.

Le choc le plus convenable sera, entre ces deux extrêmes, celui qui déterminera, par Tintermédiaire de Tétampe, un égal allongement de Taxe et de^ chacune des génératrices extérieures.

Cette condition est beaucoup plus facile à réaliser lorsque les divers éléments qui constituent le cylindre primitif sont plus intimement liés entre eux. Cest ce qui résulte des deux échantillons qui proviennent d'une même barre de fer rond, et qui, considérés isolément, démontrent :

1^ Que cette barre était formée de filaments bien parallèles, provenant du laminage mécanique ;

2^ Que rétirage à Tétampe, qui a conduit du diamètre de . o°',o3 au diamètre de o",02 , et de la longueur de o",o5 à la longueur de o*", lo, a encore réalisé d'une manière approximative les conditions de parallélisme, qui auraient été obtenues plus exactement par une continuation du lamipage mécanique.

Le forgeage au marteau peut donc, dans certains cas, réaliser la même déformation que le laminage, mais ces déformations sont moins régulières, et il importe de réserver ce moyen pour le cas où Ton doit obtenir une forme plus complexe, que le laminage ne saurait procurer.

Il résulte des conditions qui précèdent :

1^ Que, pour intéresser toutes les génératrices d'un cylindre à l'action d'un marteau, il est nécessaire que le choc soit proportionné au diamètre de ce cylindre : les allures des traces oxydées font voir, dans les échantillons, que certaines fibres ont

Figure lA.

- Écrasement d'un Ironçon de jel.

Figure i5.

Ecrasement de seiie plaques de plomb de o'.oS de diamètre . reliées par des goujons de plomb.

Figure 16.

3juillel i865. — Foi^eage d'ur

Figure 17.

11 janvier i865, — Écrasemeat de liiplaquei de lerre de Crril,

formant un cylindre de o~,o6 de diamètre.

Seclîoa méridienne dn bloc écrmié-

o janvier i865. — Ërrasemenl de sîi plaques de cire h modeler.

formant un cylindre de o~.o5 de diamttre.

Sccllon méridienne do bloc écrié.

été un peu déformées et courbées pendant le cours des opéralions;

2® Que, afin d'éviter de maculer la surface de la pièce de forge, il faut que la panne du marteau soit assez large pour répartir le choc sur une surface de quelque étendue;

3® Et qu ainsi la disposition de cette surface, le poids du marteau, la hauteur de chute qu'on lui donne, sont autant d'éléments déterminés par l'effet à produire, éléments dont la pratique seule a jusqu'ici réglé le choix, mais que la considération de l'écoulement des corps solides doit permettre dorénavant de déterminer par des considérations tirées plus directement de la nature même des phénomènes, et en particulier des lois qui sont relatives aux pertes de pression qui ont lieu dans l'intérieur de la masse.

Nous avons entendu dire à d'excellents praticiens qu'un bon forgeron sait reconnaître les circonstances dans lesquelles son coup doit s'enfoncer. Nous sera-t-il. permis d*indiquer que le coup s'enfonce davantage quand l'action est plus énergique et qu'elle est déterminée par un marteau plus lourd et plus rapide. On fera donc choix des rivoirs les plus petits pour les actions de surface; on se servira au contraire des marteaux les plus puissants, quand il faudra frapper à cœur et intéresser toute la masse aux effets de déformation.