MÉTAUX

^, . ( étiré

Plomb ]

{ recuit

^, . étiré

Etam

( recuit.. . .

( étiré

Or

recuit

( étiré

Argent {

( recuit

Cuivre ! .*

( recuit

n, ,. étiré

Platine...?

recuit

„ étiré

Fer

recuit.. . .

. . - j ( étiré

Acier fondu

recuit.. . .

kg 2,0*7

Les valeurs de p varient d'un métal à un autre, du simple au centuple et au delà, et, pour un même métal étiré ou recuit,

(*) Wertheim, Annales de Chimie et de Physique, 3« série, t. XII, p. 385; 1844.

aao* PHYSIQUE MOLÉCULAIRE.

du simple au quadruple et au décuple. Pour des iractions supérieures à /», on observe des allongements permanents croissant d'après une loi complexe ; ils varient en outre suivant la durée de la charge, suivant que le (il est au repos ou animé de vibrations longitudinales, etc., etc. L'effet temporaire produit par une faible charge n'est cependant que très peu modifié par les allongements permanents que le fil peut avoir déjà subis.

2° Compression. — Tresca (*) a soumis les métaux les plus durs à l'action de pressions énormes dans des capacités fermées à parois très résistantes, munies d'orifices librement ouverts. Dans ces' conditions, il a vu le métal former à chaque orifice un jet ou boyau rappelant, par sa forme extérieure, soit une goutte liquide attachée à un orifice, soit une veine d'écoulement. Poui* étudier de plus près les déformations permanentes qui se produisent dans ces circonstances, Tresca a formé le bloc à comprimer de plusieurs parties s*adaptant exactement les unes aux autres, par exemple de lames superposées ou de cylindres concentriques s'emboîtant exactement. Il a ensuite scié longitudinalement le jet et reconnu sur la surface de séparation, soigneusement polie, la forme affectée par les surfaces de jonction. Par exemple, dans le cas de lames de plomb . parallèles entre elles et au plan de Torifice, il a vu toutes les lames s'amincir, se creuser au-dessus de l'orifice et pénétrer individuellement dans le jet à une profondeur plus ou moins considérable; chacune d'elles présente ainsi (y?^. 92) une surface de révolution composée d'une partie sensiblement planC; d'une partie à peu près cylindrique et d'une calotte terminale.

Il est intéressant de comparer les courbes de la fig, 92 à celles de \difig, 58 (p. 1 15* ) correspondant à un liquide dénué de viscosité (*).

Tresca a étendu ses recherches à la plupart des actions mécaniques auxquelles les métaux usuels sont soumis, et

(*) Mémoires des Savants étrangersj p. 733, t. XVIII (1868), et l. XX, p. 75 (1872); ibid,, p. 187 et 281.

(•) Voir aussi p. iSg* les résultats de M. Vautier relatifs à récoulement des liquides très visqueux.

vérifié surabondamment à cet égard la loi suivante, qu'on peut considérer comme intuitive : Les pressions se transmettent d* autant mieux à L'intérieur des solides qu'elles sont jdIus considérables; elles provoquent un écoulement de la matière dans les directions où les obstacles opposés à l'action mécanique déformatrice sont les plus faibles. Ainsi le fer coule sous le marteau, et la pièce martelée s'étend dans le sens normal au choc; ainsi le métal fuit sous le tranchant du rabot et fournit un copeau qui s'enroule sur lui-même par suite de Texcès de matière refoulée par l'écoulement sur sa face en contact avec l'outil, etc.

3** Torsion, — Des recherches analogues à celles de Tresca exigent une installation coûteuse et des moyens d'action difficiles à réunir; de plus, leur discussion soulève les problèmes les plus compliqués de l'Analyse mathématique. Au contraire, les lois delà torsion permanente ont pu être étudiées par des moyens à la portée de tous : nous y insisterons particulièrement, tant à cause de la lumière qu'elles jettent sur la théorie de Télasticilé, qu'en raison des analogies nombreuses que présentent les phénomènes que nous allons étudier avec ceux, bien plus obscurs, de Taimantation.

Nous supposerons qu'on agit sur un fil neuf, c'est-à-dire chauffé préalablement au rouge dans une atmosphère d'un gaz inerte, en même temps qu'il était soumis à une faible tension longitudinale ; cette opération a pour but de faire disparaître les irrégularités de structure qui résultent ordinairement du passage à la filière et des actions ultérieurement subies par le fil. De plus, nous disposerons l'expérience de telle sorte que le couple de torsion employé agisse régulièrement sans soubresauts et sans chocs; de petits miroirs, fixés sur le fil, de distance en distance, et dans lesquels on observe, à l'aide de lunettes, l'image de règles divisées (méthode de PoggendorfF), permettent de s'assurer que la torsion est régulièrement répartie sur toute la longueur du fil et d'en mesurer la valeur avec une grande exactitude. Dans de telles conditions, M. Warburg (*) a constaté que la torsion temporaire produite par une force peu énergique est bien

(») Warburg, Ann. de Wiedemann, t. X, p. i3; 1880.

Ma* PHYSIQUE MOLÉCULAIRE.

propoMionneUe à cetle force, que le coefOcienl de torsion esi le même pour tous les fils de même substance préparés de

la même manière, et qu'il ne varie pas sensiblemeul avec la charge qui tend le fil, pourvu que celle-ci ne soit pas trop considérable.

Voyons maintenant ce qui arrive si l'on tord un fil neut par des forces de plus en plus considérables. M. G. Wiedemann ('), dont les expériences nous serviront surtout de guide, a trouvé que le couple agissant produit d'abord une

(') WiEDBHANN, Usber die Toriioa {Ann. de Wiedemaan, t. VI, p. 4 1879, et Journal de Phytique, 1" série, l. VIII, p. 349 ; 1879).

torsion T, dont la valeur croît peu à peu jusqu'à une limite Tj ; quand on supprime le couple, la torsion se réduit subitement à Pi, mais continue à décroître jusqu'à une valeur limite P, qui caractérise la nouvelle position d'équilibre. Le Tableau suivant se rapporte à un fil de laiton de 48*"" de long et de o^'^jS de diamètre. Les torsions et les couples sont exprimés en unités arbitraires.

COUPLE p

produisant

la torsion.

3ia

3ii,4

IIO

i5io

L'effet temporaire Tj — Pi de la torsion est sensiblement proportionnel à la charge jusqu'au couple dont l'intensité est représentée par 80; au delà, il augmente plus rapidement.

Fig. 93.

La torsion permanente P varie, comme l'indique la courbe ci-jointe Cfig. 98); très faible d'abord, cette torsion croît ensuite d'une manière excessivement rapide.

Quand on recommence l'expérience avec des couples plus faibles que ceux déjà employés, on retrouve, dans les limites de celle expérience, très sensiblement les mêmes valeurs de la torsion temporaire Ti — Pj; mais, quand on lord plusieurs fois le même fil par Taction d'un même couple, la torsion temporaire diminue faiblement, tandis que la torsion permanente augmente d'une fraction très considérable de sa valeur primitive. Le Tableau suivant permettra d'apprécier l'importance de ces variations; il se rapporte à un fil neuf tordu par un couple dont l'intensité relative correspond à loo unités du Tableau précédent.