ACIERS DE TE R RENOIRE. RÉSISTANCE A

durs que pour les aciers doux et que le module moyen d’élasticité est très voisin de celui déterminé par les essais à la traction.

L ECRASEMENT. VALEUR DE t %•

DÉSIGNATION

des

ÉCHANTILLONS

MÉTAL

recuit.

MÉTAL

trempé à l'huile

MÉTAL

trempé à l’eau.

OBSERVATIONS

Aciers 1

carburés. | ^

Les cylindres soumis à l’essai avaient 100 millimètres carrés de base, 10 millimètres do hauteur.

Les valeurs inscrites au tableau représentent le rapport— jT- — % de la hauteur finale à la hauteur initialo des cylindres sous une charge constante de 32,000 kil.

Densité. — Les expériences faites sur la densité des aciers de Reschitzn montrent d’une manière générale que les aciers Bessemersont plus denses pour un même numéro de dureté que les aciers obtenus au four Siemens-Martin. Cette circonstance tient sans doute à ce que l’on coule généralement plus chaud au Bessemer qu’au Martin, condition qui conduit finalement à un métal moins poreux, plus compact.

D’autre part, la densité est plus forte pour les aciers doux que pour les aciers durs, ce qui s’explique facilement, puisque les derniers contiennent plus de carbone que les premiers.

Résistance à la flexion. — Les essais d la flexion, faits par Terrenoire sur des prismes carrés (100 millimètres sur 100 millimètres) et par Reschilza sur des prismes rectangulaires (700 X 140 millimètres) ou des cylindres de 1 10 millimètres de diamètre, conduisent aux remarques suivantes :

Dans l’essai par flexion, il y a élévation de la charge à la limite d’élasticité, élévation de la résistance maxima à la rupture, flèche moindre, avec augmentation de la teneur en carbone. Les barres rondes, ainsi que dans les essais à la compression et à la torsion, se comportent mieux ; elles fournissent une valeur de L plus forte et une flèche moindre que les barres carrées, le tout étant bien entendu rapporté à l’unité, à l’aide des formules de résistance à la flexion des pièces posées sur deux appuis et chargées en leur milieu.

Le module d’élasticité moyen, calculé à l’aide des mêmes formules, est voisin de celui fourni par les essais de traction.

Nous devons faire remarquer que, pour les aciers à faible teneur en carbone, on arrive à un ploiement tellement considérable que l’on ne peut constater la charge de rupture par flexion ; pour ces aciers la charge à la limite d’élasticité par flexion est peu élevée et la charge de rupture considérable. Au contraire, pour les aciers à forte teneur en carbone, la charge de rupture par flexion semble diminuer de plus en plus et devient très voisine de la charge à la limite d’élasticité, qui, elle, est toujours très élevée par rapport aux aciers doux.

Un certain nombre d’essais de pliage ont été faits également par diverses usines; ils ne présentent qu’un intérêt médiocre, mais nous devons citer pour mémoire les épreuves de cintrage faites par le Jernkontoret, épreuves consistant à poser des disques de tôle de 320 millimètres de diamètre extérieur sur un anneau de 200 millimètres de diamètre intérieur, et à les cintrer jusqu’à fissure à l’aide d’un poinçon de 50 millimètres de diamètre.

Ces épreuves, analogues à 'd’autres faites pat-

diverses usines, sont tellement spéciales aux tôles que nous ne pouvons nous y arrêter ici; elles sont cependant intéressantes, essentiellement comparatives, mais nullement scientifiques.

Résistance à la torsion et au choc. — Si l’on examine les essais de résistance à la torsion et au choc, on constate que les aciers se classent pour ces essais dans le même ordre que dans les épreuves par flexion et par traction ; les résultats fournis par différents expérimentateurs, se rapportant tantôt à des rails, tantôt à des essieux, tantôt à des prismes carrés ou rectangulaires de dimensions variées, ne peuvent être comparés entre eux. C’est pourquoi nous renverrons aux mémoires spéciaux : en particulier, aux essais du professeur Bauschinger pour la torsion et aux essais de Terrenoire pour le choc.

Résistance aux chocs répétés et aux vibrations. — M. W. Metcalf a soumis des aciers de différentes duretés à des chocs répétés et a des vibrations. 11 a opéré sur des axes de petites scies devant tourner à 1200 tours par nrnute pendant 4 heures et demie sans se rompt- j et ost arrivé aux résultats suivants :

Teneur

en

carbone. Durée de la rotation.

0,650.. 3 h. 50“ [ Échaufre avant ruptuva

0,8-70.. rompu au joint.

0,960.. 4 h. 55ln rupture.

L’acier riche en carbone, contrairement aux idées admises, paraît donc mieux résister aux vibrations. A la suite de ces expériences, M. Metcalf a proposé le programme suivant, pour compléter les premières études :

1° Comparer les résistances de l’acier et du fer forgé aux chocs répétés.

2° Les chocs répétés produisent-ils la cristallisation dans l’acier comme dans le fer?

3° litudier les rapports entre les propriétés mécaniques et la composition chimique (c’est ce que nous avons fait).

4° Relations entre la résistance et la ductilité du métal, par des tensions et des chocs ré pétés.

5° Relations entre les chocs isolés et les choc# répétés.

li° Comparer les facteurs de sûreté Je l’aciei et du fer.

Ces études seront, à coup sûr, pleines d’intérêt en ce qui concerne les aciers pour cano*l, frettes, etc. Pour leà frettés en particulier, Il

serait fort intéressant de substituer, à l’essai de serrage par chauffage et emballage des frettes sur un mandrin en fonte, un essai de frettage par choc isolé ou par chocs répétés, etc. Quelques essais de ce genre ont été faits sur les frettes en acier coulé sans souillures de Terrenoire, mais les chiffres ne sont pas assez nombreux pour pouvoir conclure.

Influence du manganèse. — Les études les plus récentes ayant pour but de déterminer l'influence du manganèse sur les propriétés physiques et mécaniques de l’acier, sont dues à Mrazek, professeur a l’École des mines de Przibram, qui opérait au creuset, et d’autre part à la Clc de Terrenoire qui présenta, à l’occasion de l’Exposition de 1878, une série d’aciers, obtenus au four Martin en grandes masses, ayant une teneur à peu près constante en carbone et autres éléments étrangers, et une proportion de manganèse variant de 0,500 à 2.500 "/„.

D’après Mrazek, le manganèse facilite le travail au rouge et cette influence favorable se fait plus sentir au blanc qu’au rouge; cet élément craint un peu le carbone, mais n’exerce pas la mauvaise influence du silicium et du phosphore; ces deux derniers, comme le fait observer Mrazek, ont des analogies dans leurs propriétés chimiques (avidité pour l’oxygène, formation d’acides énergiques, composés hydrogénés peu stables, etc.), et rendent l’acier fragile, lorsqu’il contient une forte proportion de carbone. En opérant sous une couche de cryolite dans un creuset de chaux, Mrazek obtint un métal correspondant à la composition suivante :

Fer = 98,236

Manganèse = 1,380

Silicium = 0

remarquable par sa forte teneur en manganèse et par l’absence du silicium : ce métal prend par la trempe la dureté du quartz et décape très bien. Il le considère comme un véritable acier montrant une supériorité marquéee sur l’acier au carbone et sur les aciers silicieux. D’après le même auteur, un acier doux par le carbone (0,200 à 0,400 %) peut renfermer jusqu’à 4 %

de silicium et 1 °/0 de manganèse sans cesser d’étre étirable, et un acier dur à 1,50 °/„ de carbone peut renfermer, sans devenir nullement rouverin au rouge, 0,250 °L de manganèse et 0,150 °/0 de silicium.

Nous verrons par la suite les propriétés remarquables de laideur élastique, jointe à l’allonge- £ ment à la rupture, que donne le manganèse aux R* aciers, et le parti que l’on peut en tirer pour la fabrication des pièces devant résister à de grands ' ' efforts de flexion.

Les études faites à Terrenoire sont en parfait accord avec les expériences de laboratoire do Mrazek et permettent de donner une mesure numérique de l’influence du manganèse sur la résistance des aciers.

Résistance à l'extension. — Si, dans le cas d’une teneur constante en carbone, on porte, comme nous l’avons dit pour ce dernier élément, les teneurs variables en manganèse en abscisses, et en ordonnées les charges correspondant à la limite d’élasticité et à la rupture, ainsi que les allongements pour 100 obtenus dans les essais de traction, les lignes qui relient ces différents points sont sensiblement droites. On trouve ainsi que pour le métal recuit le manganèse a sur la résistance une influence un peu moindre qu’un tiers de celle du carbone, et, si l’on admet qu’aux environs de 0,500 “/„ de carbone une augmentation ou une diminution de 0,100 °/„ dans la teneur en carbone fait monter ou descendre la charge de rupture de G kilogr. environ par millimètre carré, on peut dire, et cela est très près de la vérité, qu’autour de 0,500 “/„ de manganèse, 0,100 °/0 en plus ou en moins de cet élément augmente ou diminue la charge de rupture de 1,800 à 2 kilogr. par millimètre carré.

Le manganèse pareillement éloigne la limite d’élasticité et si, dans les aciers carburés, cette limite est voisine de 45 à 50 “/„ de la charge de rupture, elle est (ainsi que le montrent les essais des coulées n°20, 33, 30, 31 de Terrenoire) supérieure à 50 % pour les aciers manganésés et voisins de 55 %• C’est là un fait important à signaler, en ce qui concerne l’obtention pratique des aciers devant supporter de grandes charges sans se déformer d’une manière permanente.

Par contre, l’allongement diminue avec l’aug-

ACIERS MANOANÉSÉS DE TERRENOIRE (EXPOSITION 1878). RÉSISTANCE A L’EXTENSION.

NUMÉROS

Mn.

Si.

Ph.