CHAPITRE II

CÉMENTS GAZEUX

10 Gaz d'éclairage.

Le cément gazeux le plus facile à mettre en œuvre en grande quantité est incontestablement le gaz d'éclairage. Mais, indépendamment d’une forte proportion de carbures d'hydrogène, d'hydrogène et d'oxyde de carbone, ce gaz contient un certain nombre d’impuretés, telles que des produits sulfurés ou des composés de l’azote, qui doivent être éliminées afin de ne pas compliquer le problème de la cémentation.

Cette purification fut conduite de la façon suivante : le gaz, après avoir traversé un tube de porcelaine rempli de tournures de cuivre chauflées au rouge, passait sur une colonne de soude en morceaux (remplacée ultérieurement par suite de trop fréquentes obstructions par un laveur à potasse), puis sur une colonne de ponce sulfurique, et enfin dans un tube à chlorure de calcium.

Il'arrivait alors dans un tube de quartz, chauffé au moyen d'un four électrique à résistance. Dans la partie médiane de ce tube, se trouvait une nacelle de porcelaine garnie de limaille de fer électrolytique.

Un couple thermo-électrique, protégé par une canne de silice était disposé à l’intérieur du tube, au voisinage de cette nacelle.

Malheureusement, la présence dans le gaz d'éclairage de carbures d'hydrogène complexes, non entièrement éliminés

par la purification, et facilement décomposés par la chaleur, donnent un dépôt abondant de carbone sur la limaille. Ce dépôt gène le contact ultérieur des gaz et de la limaille et, de plus, rend à peu près impossible la séparation ultérieure des produits traités.

Afin de tourner cette difficulté, jai employé des tortillons de fil d'acier extra-doux (C = 0,09 0/0) ou de fil de clavecin disposés autour de la canne même du couple. La température fut maintenue pendant toute la durée des expériences à 850°. Au bout de r heure et demie de chauffage, le fil était cémenté dans toute sa masse, mais ne présentait pas encore de cémentite libre. Après 8 heures, le fil, à l’état recuit, était déjà assez dur et présentait au microscope des grains nets de cémentite.

Après 2/ heures, le fil contient, au microscope, de grosses quantités de cémentite et est déjà extrêmement cassant (sans trempe). Un rond de 6 mm. de diamètre d’acier doux a présenté également les mêmes phénomènes, et un essai à la lime montrait que sa surface était durcie en certains points.

Enfin, après 48 heures de chauffage, les grains de cémentite étaient presque jointifs et le fil presque entièrement transformé en cémentite.

Ce mode d'investigation, la micrographie, est le seul possible, dans ce cas, pour étudier la constitution du fil. En effet, la présence de carbone très adhérent à la surface, jointe à la fragilité du fil, rendait toute élimination totale de ce carbone impossible et, par suite, excluait la possibilité d’un dosage chimique des carbones libres et combinés. |

Cette expérience montre cependant que, là-encore, il est possible d'obtenir par voie de synthèse, de la cémentite pure, malgré la présence à la surface de l'échantillon d’une grande quantité de carbone libre qui devrait amorcer la transformation : carbure de fer labile en fer + graphite stable à cette température.

38 PIERRE PINGAULT

2° Méthane.

La même expérience fut reprise en présence de méthane à la. température de 950°-975°. J'espérais, par cet emploi du méthane, pouvoir atteindre une température légèrement plus élevée, tout en ayant sur la surface des échantillons un dépôt de carbone plus faible que dans le cas des carbures complexes du gaz d'éclairage.

Le phénomène fut exactement le même que dans le cas du gaz d'éclairage. Toutefois, ainsi que nous l'avons déjà signalé précédemment, la répartition des grains de cémentite dans la section du fil est légèrement différente (photos 17, 18 el 19).

Ainsi, au bout de 15 heures, les grains de cémentite ayant pris naissance sont à peu près uniformément répartis dans toute la section de l'échantillon, ainsi que le montrent les micrographies. (La couche annulaire noire est constituée par le carbone adhérent à la surface de l'échantillon et enrobé en même temps que lui dans le bismuth fondu).

Cette différence peut s'expliquer par la température plus élevée à laquelle l'opération a été conduite, et, par suite, par la plus grande vitesse de diffusion du carbure à l’intérieur du fil.

30 Oxyde de carbone

Afin d'éviter ce dépôt de carbone à haute température, le seul gaz à employer est l'oxyde de carbone. Charpy (!) avait môntré précédemment que la conclusion à tirer, d’une part, de la longue discussion entre Caron et Marguerite, d’autre part, d'essais postérieurs et de ses essais personnels (?), était

(!) À. M., vol. VI, n°5, mai 1902.

() G. R., 435 (1902), 120 et C. R., 136 (1903), 1000.

que l'oxyde de carbone pur cémente et même carburise parfaitement l'acier. Toutefois, on se trouve encore là en présence d’un équilibre entre l’action carburante de l'oxyde de carbone et l’action décarburante du gaz carbonique provenant de sa décomposition, équilibre dont j'ai repris l'étude complète, au cours d'essais dont je rends compte dans la quatrième partie de ce mémoire.