GÉNÉRALITÉS SUR LES ALUAGES

On donne le nom à^alliages aux produits résultant de Tunion des métaux entre eux. Les caractères extérieurs de ces composés sont exactement ceux des métaux; ils en possèdent Téclat, la conductibilité pour la chaleur et Télectricité, l'élasticité, la malléabilité, la ductilité, etc. C'est ce qui a fait dire que les alliages sont, pour Tindustrie, autant de métaux nouveaux, susceptibles d'applications nouvelles, et que la création d'un alliage, remplissant un but spécial, équivaut, au point de vue pratique, à la découverte d'un métal.

L'industrie tire un parti beaucoup plus grand des alliages quedes métaux isolés. Il n'est pas de métal qui soit exclusivement employé à l'état de pureté. Le platine seul se, trouvait dans ce cas,jusqu'à ces dernières années, mais on doit à M. Cbapuis la découverte d'un alliage de platine et de rhodium inattaquable par Teau régale^ dont on commence à se servir dans la fabrication des vases de chimie.

Certains métaux, le fer, le cuivre, Tétain, le zinc, le plomb, Taluminium sont employés à l'état isolé ou à l'état allié; d'autres, comme le bismuth, l'antimoine, l'or, l'argent, ne sont jamais utilisés que sous forme d'alliages.

Jusqu'à ces derniers temps, on admettait que les alliages étaient des mélanges, tant à cause de leur ressemblance frappante avec les métaux qui les constituent qu'en raison de ce fait, contraire aux lois qui président aux combinaisons chimiques, que les métaux semblent s'unir en toutes proportions. Il n'en est rien cependant, et si les alliages paraissent se faire en proportions quelconques, cela tient à ce qu'ils peuvent se dissoudre, une fois formés, dans les métaux qui les composent, si Ton emploie l'im d'eux en excès.

La chaleur et l'électricité qui se produisent, lorsqu'on forme les alliages; leur fusibilité, qui est plus grande que celle du métal le plus fusible ; leur densité, qui n'est pas d'ordinaire la moyenne entre les densités des métaux, la composition atomique des alliages

Iir.— DICT. DE CHIMIE INDUSTBIBLLB. 14

naturels, la formation d'alliages cristallisés dans Topération que nous décrirons sous le nom de liquation, sont autant de preuves de la vérité de ce fait, que les alliages sont de vraies combinaisons chimiques, masquées le plus souvent par leur dissolution dans un métal employé en excès.

Mode général de préparation, — Pour préparer les alliages, il faut fondre les métaux ensemble. L'opération se fait dans des creusets en terre, lorsqu'on n'agit pas sur de grandes masses; mais, quand on doit couler des pièces considérables conmie des statues, des hélices de navire, etc., elle s'exécute dans des fours à réverbère, comme celui dont on trouvera plus loin la description.

On commence, en général, par introduire dans le creuset le métal le moins fusible, à moins cependant qu'il le soit trop peu et qu il se dissolve bien dans l'autre, auquel cas il vaut mieux faire Tin verse; lorsque l'un des métaux est volatil ou très-oxydable, on le met en dernier lieu; et même, lorsque sa volatilisation est rapide comme celle du zino, on ne l'ajoute qu'au moment de la coulée. D'ailleurs, l'ordre dans lequel on introduit les métaux semble n'être pas indifférent quant au résultat final; car il ressort de quelques expériences, que certains alliages formés par des métaux ont des propriétés différentes quand on opère leur mélange dans un ordre différent.

Enfin, il n'est probablement pas sans importance d'employer les métaux libres ou déjà en combinaison , quoique la question soit encore controversée. Ainsi, quand on fabrique le bronze monétaire, le fondeur obtient le même résultat, soit qu'il mêle dans le creuset le cuivre, le zinc et l'étain isolés, soit qu'il y. introduise du cuivre, de l'étain libre et du zinc déjà allié à du cuivre sous forme de laiton. Mais, d'autre part, on prétend que le bronze, si justement estimé des frères Keller, doit sa perfection à ce que le zinc y était introduit sous forme de laiton, et tous les fondeurs en bronze savent qu il n'est pas indifférent d'employer des métaux neufs ou d'anciens alliages, et qu'une pratique très-convenable est celle qui consiste à mêler à des métaux neufs moitié de leur poids d'alliage ancien do même nature.

Liquation. — Quoi qu'il en soit de ces deux points qui méritent de nouvelles études, dont on s'occupe en ce moment, les métaux étant fondus, il faut les brasser énergiquement avant de les couler, caries métaux ayant des densités très-inégales, le plus lourd resterait au fond, et le plus léger gagnerait la partie supérieure.

Cependant nous devons prémunir contre une erreur générale-

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ment accréditée dans les ateliers : une fois que le biussage est opéré avec soin, Talliage reste homogène pendant tout le temps où il est liquide ; il ne s^ forme plus de couches de compositions différentes jusqu'au moment où sa solidification commence. Il est loin d'en être de même à partir de ceA instant. Lorsque Talliage est coulé, et que sa solidification ne s^accompht qu'avec lenteur, son homogénéité se détruit suivant des règles qui varient avec la nature des alliages ; mais elle se détruit à ce point que l'analyse donne des nombres très-différents pour Talliage du centre et ceux des diverses parois.

Ce phénomène, d'une importance très-considérable, est connu sous le nom de liquation. Il est dû soit à ce que l'aUiage chimique se sépare de l'excès de métal employé, soit à ce qu'il se fait plusieurs alliages distincts qu'on peut souvent isoler en cristaux, et qui, ayant des points de fusion différents, cristallisent les ims après les autres.

Toutes les fois que la masse coulée est un peu considérable, et toutes les fois surtout que le moule est mauvais conducteur, comme la terre, ou le sable, ce phénomène se présente avec une grande intensité. Ainsi, lorsqu'on veut couler un canon, il faut préparer un moule en sable beaucoup plus long que ne doit être la pièce et le remplir d'aUiage fondu. La partie supérieure qu'on nomme la nuisselotte est ensuite rejetée ; riche en étain, eue ne présenterait aucune des qualités requises pour les bouches à feu.

La liquation amène donc un trouble considérable dans la fabrication des alliages. On en tro^îve encore un exemple dans la préparation des alliages monétaires. La monnaie d'argent française est formée de 900 d'argent et de 1 00 de cuivre. Avant de la mettre en circulation, on l'analyse, afin de s'assurer si elle est bien à ce titre ; or, pour analyser ime pièce de cinq francs, on n'opère pas la prise d'essai en un seul de ses points, car les deux métaux ne se trouvant pas distribués d'une manière uniforme dans toutes ses parties, on n'obtiendrait pas le titre véritable ; il faut nécessairement enlever, au moyen d'un emporte-pièce, au centre et dans toute l'étendue de la pièce, de petites quantités d'alliage qu'on analyse ensemble.

Si la liquation joue un rôle fâcheux dans un grand nombre de circonstances, il en est d'autres où Ton est parvenu à l'utiliser d'une façon très-heureuse, et notamment lorsqu'il s'agit de retirer l'argent de certains plombs qui n'en renferment guère que 25

à 30 grammes par 100 kilogrammes, c'est-à-dire qui sont trop pauvres pour être traités avec avantage par Tancien procédé de la coupellation. Ce traitement remarquable, dont le lecteur trouvera la description à la métallurgie du plomb (Voyez Métaux communs, chap. m. Plomb), est connu sous le nom de pattinsonage^ du nom de l'inventeur, M. Pattinson, ou sous celui de procédé par cristallisation, parce qu'il est basé sur ce principe.

Nous avons dit que les alliages étaient plus fusibles que le métal le plus fusible qui entre dans leur composition. Ainsi il est un alliage très-remarquable à ce point de vue , c'est celui qu'on nonune : alliage fusible, alliage de Newton, alliage de Darcet, qui est constitué par i partie d'étain, 1 partie de plomb et 2 parties de bismuth. Le plus fusible de ces trois métaux est Tétain , qui fond à 228**, et cependant l'alliage fond à 93', c'est-à-dire au-dessous du point d'ébullition de Teau. En diminuant la quantité de bismuth on obtient des alliages dont le point de fusion varie entre 100 et 200*» degrés, dont on s'est servi pour fabriquer des plaques fondant à des températures déterminées, avec lesquelles on fermait les ouvertures des chaudières à vapeur à haute pression. La composition de l'alliage adopté était telle que la fusion avait lieu à quelques degrés au-dessus de la température correspondant au maximum de tension. Mais on a bientôt reconnu que l'emploi de ces plaques ne présentait aucune garantie de sûreté. En effet, il est fort difficile, d'après ce que nous avons dit, d'obtenir après la fusion une solidification rapide qui laisse les proportions des métaux identiques dans toute leur étendue. Or, si la composition de la plaque varie, il suffit qu'elle soit exposée à ime chaleur capable de fondre l'alliage le plus fusible pour que celui-ci s'écoule peu à peu, et pour qu'à la longue la plaque prenne l'aspect d'une véritable éponge dont toutes les propriétés utiles ont disparu. C'est ce qui arrivait pour ces plaques, et Ton a été contraint d'y renoncer.

Ainsi, quand on chauffe un alliage à une température insuffisante pour le fondre en entier, mais capable cependant de fondre quelques-uns des alliages qui s'y trouvent tout formés, ceux-ci suintent peu à peu à travers la masse métallique, qu'ils laissent alors sous forme d'une éponge, dans laquelle toute cohérence, toute ténacité a cessé d'exister. Il peut même se faire que ces alliages qui s'écoulent ne préexistent pas, mais se forment pendant le temps assez long où l'alliage est soumis à une température voisine de son point de fusion. Ce phénomène, différent