DES SOLIDES

Limites derélasticilé. — Déformations permanentes : i*" traction; 2** compression; 3° torsion. — Frottement intérieur des solides. — Élasticité résiduelle.

Qualités mécaniques des métaux. — Ténacité. — Dureté. — Ductilité. — Malléabilité.

Lois expérimentales du frottement.

LIHITES DE L'ÉLASTICITÉ. — Jusqu'ici nous nous sommes astreints à n'employer que des actions mécaniques d'intensité assez médiocre pour qu'on ait le droit de négliger les déformations permanentes qu'elles produisent. Quand on augmente la puissance de ces actions, les phénomènes se compliquent beaucoup et, en l'absence d'une théorie générale de l'élasticité, on a dû s'adresser uniquement à l'expérience pour les étudier.

Une des principales difficultés de cette investigation résulte du travail mécanique auquel les solides ont été soumis pour les amener à la forme sous laquelle on* les emploie. S'ils ont été fondus, puis refroidis lentement, la solidification s'est, il est vrai, effectuée librement à la surface extérieure, mais, à peine la première croûte solide formée, le liquide intérieur n'a pu prendre la dilatation ou la contraction correspondant à son changement d'état, sans presser de dehors en dedans ou tirer de dedans en dehors sur son enveloppe solide : quand la solidification de la masse est complète, celle-ci se trouve soumise en ses divers points à des pressions ou à des tensions intérieures variables d'un point à un autre suivant les circonstances fortuites du refroidissement. Le travail ultérieur à la filière, au laminoir, au marteau, à la lime, etc., n'a pu s'exercer sans modifier les tensions intérieures et créer une hétérogé-

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néiié systématique au voisinage de la surface. Cela posé, quand on appliquera au corps solide des forces extérieures quelconques, leur effet sera différent suivant qu'elles s'exerceront dans le sens des tensions internes ou en sens contraire. Ce qui va suivre montrera toute l'importance de ces effets perturbateurs.

D'une manière générale, voici les résultats que l'expérience a fournis :

I® La déformation produite sur un solide élastique par une force extérieure se compose de deux parties, l'une, temporaire, qui, d'abord proportionnelle à la force agissante, croît ensuite plus rapidement; l'autre, permanente, dont on ne constate pratiquement l'existence que pour des actions déformatrices assez considérables, mais qui, insensible d'abord, augmente ensuite très rapidement jusqu'à ce que le solide se brise. Quand on constate une déformation permanente, on dit qu'on a dépassé la limite d'élasticité du corps; mais il semble qu'il n'y ait pas à proprement parler de limite de cette espèce, car, à mesure que les procédés de mesure se perfectionnent, on constate des déformations permanentes sous des actions de plus en plus faibles.

2* L'effet d'une action mécanique sur un corps peut être complet dans un temps inappréciable : on a alors affaire à un solide parfait; il peut exiger, pour se produire pleinement, une durée plus ou moins considérable, et alors on a affaire à un solide visqueux; enfin certains corps très résistants en apparence, comme la poix? doivent, nous l'avons vu, être rangés parmi les liquides, car la moindre force agissant sur eux d'une manière continue et prolongée les déforme complètement.

3* Un même solide est susceptible de différents états d'agrégation, parfois discontinus (corps existant à l'état amorphe ou cristallin), parfois présentant une véritable continuité (corps plus ou moins écrouis); à chacun de ces états correspondent des propriétés mécaniques particulières. Les actions déformatrices puissantes modifient l'état d'agrégation de ces corps, et, par suite, l'effet d'une force dépend non seulement de sa grandeur et de son mode d'application, mais encore des actions mécaniques auxquelles le corps a été précédemment soumis. Il est donc impossible de caractériser par des coefficients

mécaniques un solide chimiquement défini, sans indiquer les conditions précises dans lesquelles ces coefficients ont été mesurés.

Nous allons justifier ces conclusions en passant en revue les cas qu'on a le mieux étudiés.

DÉFORHAnOHS PEBHAHENTES. — i» Traction. — Wertheim ( ^) a employé Tappareil décrit page 170* à fétude des allongements permanents de fils tirés. Le Tableau suivant indique les poidsy> qui, agissant sur un fil de i"^"*i de section, produisent un allongement permanent de o™"*,o5 par mètre : on peut admettre qu'ils représentent la limite pratique d'élasticité au-dessous de laquelle les résultats du Chapitre précédent sont applicables. On a aussi fait figurer dans ce Tableau les poids P produisant la rupture des mêmes fils.