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On peut conclure de ces résultats que le phosphore jouit, comme le carbone et le manganèse, de la propriété d’augmenter la charge de rupture et l’allongement du fer et lui donne la faculté de durcir par la trempe, mais il agit avec une moindre énergie toutefois que ces derniers métalloïdes. Ce qui caractérise en outre les fers phosphorés, c’est qu’ils sont beaucoup plus fragiles sous les chocs que les aciers au carbone et au manganèse.

En outre, le fer phosphoré est celui pour lequel la période d’élasticité est la

plus grande fraction do la pfiriode totale do résistanco, on d’autros termes, c’est celui qui conserve, son élasticité le plus près du point de rupture.

Au point de vue de la trempe, il y a encore entre les fers phosphorés et les aciers au cjirbone ou au manganèse une différence essentielle : alors que, dans ces derniers, la trempe a pour effet d’augmenter la résistance élastique comparativement â la résistance totale, c’est le contraire qui se présente pour les fers phosphorés : la résistance élastique est une plus faible fraction de la résistance totale dans le fer trempé à l’huile que dans le fer à l’état naturel.

Influence du silicium. — Cette inlluence a été moins complètement étudiée. Les deux résultats suivants paraissent contraire à ce que l’on pense en général :

Un fer contenant pour loo de silicium s’e.st rompu sous une force de

8 kilogrammes.

Un autre, ne contenant que i pour loo de silicium, a supporté une charge do

9 kilogrammes et demi avant de se rompre. En môme temps, ce dernier métal s’est trouvé moins fragile que le premier.

Influence du soufre. — On n’a à ce sujet aucune expérience méthodique, mais on sait que quelques dix millièmes de soufre suffisent à rendre le fer rouverin. Il est probable que le soufre augmente la résistance du fer à froid, mais il nuit à la faculté qu’a le fer de se souder à lui-môme.

Influence du chrome. — M.M. Jacob, Iloltzcr et C>” ont spécialement étudié les aciers au chromo et ceux au tungstène remarquables par leur résistance, leur ténacité et leur dureté après la trempe.

Voici dans quels termes ils rendent compte de leurs expériences ;

c( Notre attention a été attirée sur les aciers, il y a trois ans, par les résultats d’expériences faites aux États-Unis.

« Nous avons fait des essais pour contrôler ces résultats, et nous nous sommes convaincus par nous-mômes que le chrome avec le carbone, en proportions convenables dans les aciers leur donnait une supériorité incontestable.

« Le chrome a pour effet d’élever, dans un acier non trempé, la charge à la rupture et surtout à la limite d’élasticité, tout en laissant h cet acier l’allongement correspondant à sa teneur en carbone, c’est-à-dire qu’un acier chromé, tout e’n présentant les résistances d’un acier dur, est moins cassant qu’un acier de môme dureté simplement carburé.

« Le chrome allié au fer ne lui communique pas la propriété de prendre la trempe comme le fait le carbone ; mais un acier chromé et carburé prend plus vivement la trempe et devient plus dur qu’un acier à môme teneur en carbone sans chrome.

« Non trempés, les aciers chromés sont en général très difficiles à casser à la masse après qu’on les a entaillés à la tranche ; ils ont une cassure très nerveuse.

« Par la trempe à une température convenable, ils prennent un grain très fin, à tel point que pour les fortes teneurs en carbone et en chrome, la cassure est, pour ainsi dire, vitreuse.

« Un acier à fortes teneurs de chrome et de carbone, soit lo à i5 pour i ooo de

JÜANXIS. - LE FEU ET SES COMPOSÉS, carbone ot iî 5 à l\a pour i ooo de chrome, est tellement dur qu’il résiste aux outils ordinaires trempés. Mais un pareil acier devient cassant après la trempe à l’eau.

« ChaulTé trop chaud ou trop longtemps pour la trempe, la cristallisation s’accentue et les aciers i)erdent leur solidité.

« Les aciers contenant du chrome se solidifient à une température plus élevée que ceux qui n’en contiennent pas; cet effet est déjà sensible à une teneur de le pour I ooo de chrôme. .Aussi pour fondre les aciers chromés, faut-il une température plus élevée, ce qui augmente le retrait des lingots et donne lieu à d’autres inconvénients d'autant plus difficiles à éviter que Ton coule des lingots plus gros.

» Nous considérons la supériorité des aciers chromés comme incontestable et leur usage comme devant prendre une grande extension, une fois que les difficultés de leur fabrication auront été surmontées. »

Influence du tungstinc. — Lorsque Ton fond de l’acier avec des doses do tungstène qui varient non seulement avec la qualité de Tacier qu’on veut obtenir, mais encore avec la qualité de Tacier employé, on obtient toujours une augmentation de dureté et surtout de ténacité ; le métal offre alors une cassure particulière à grains serrés avec des effets brillants et moirés, qui permettent avec un peu d’habitude de reconnaître facilement à Tœil un acier obtenu avec du tungstène, sans avoir recours à une analyse très délicate d’ailleurs.

Ayant fondu do Tacier de cémentation de bonne qualité avec 5 pour loo do tungstène réduit, on a obtenu un culot d’une dureté telle, que les outils servant à trancher le fer et Tacier s’éraous.saient sur le métal rouge ; et cependant ce métal se forgeait très bien, mais en exigeant infiniment plus de force que Tacier ordinaire. Après le recuit, on a pu le limer facilement, mais il acquérait par la trempe Une dureté extraordinaire, comparable seulement à celle des fontes blanches les plus dures.

Lorsque Ton emploie avec Tacier des doses moins fortes de tungstène, par exemple, de i à a pour loo, les propriétés acquises par le métal sont les mêmes, mais moins développées ; il est cependant à remarquer que pour obtenir avec un acier de qualité inférieure les mômes résultats qu’avec un acier meilleur, il faut employer plus de tungstène dans le premier cas que dans le second.

Les aciers propres à la confection des limes et autres outils acquièrent notamment des qualités incontestables par l’addition de tungstène dans une proi)ortion qui doit rarement s’élever à plus de 2 pour 100.

La présence du tungstène dans le fer doux est particulièrement avantageuse pour les canons de fusil ; l’expérience suivante faite par le capitaine Maldan sur un métal contenant o,23 pour 100 de tungstène en montre un exemple frappant.

Un canon de fusil ayant les dimensions d’un canon dU>'''chasse ordinaire, après avoir été alésé à l’intérieur, fut essayé d’abord avec 7>o grammes de poudre et une balle ronde de 27 grammes ; cette charge n’ayant produit aucune détérioration, on poursuivit les expériences avec la môme balle et en augmentant les charges de 10 en 10 grammes, jusqu’à (îo grammes de poudre ; à ce moment, on remplaça la charge de poudre de 60 grammes par 4o grammes de poudre extrafine d’Esquerdes (la plus brisante des poudres connues). Ne pouvant, en opérant

138 ENCYOI.OPÉniE CHIMIQUE.

ainsi, arriver à la ruptnro du canon, on continua les cxpi'iriences avec de la poudre à mousquet en partant de Go grammes avec une balle et en augmentant toujours la charge de lo en lo grammes ; on atteignit ainsi i5o grammes de poudre sans avoir obtenu de rupture. On fit enfin une dernière tentative dans laquelle on employa i5o grammes de poudre et 5 balles (c’est-îi-dire i55 grammes de plomb) bien bourrées les unes sur les autres. La seule dégradation reconnue fut un gonflement dans le canon à l’emplacement de chacune des balles ; mais le canon n’avait pas éclaté et n’était pas fissuré. Cette charge de poudre occupait dans le canon du fusil la longueur d’environ Go centimètres.

On a proposé de résumer les diverses influences du carbone, du manganèse, du phosphore et du silicium, par une formule empirique donnant la résistance d’un métal à la rupture en fonction de sa composition chimique. La formule est :

n = 3o + i8C + 36C2 + i,8oMiiH,r)oPH + i,ooSi.

R exprime la charge de rupture en kilogrammes, C le nombre de centièmes de carbone contenus dans un métal ; Mn, l'h, Si, désignent les quantités analogues pour le mangaijèse, le phosphore et le silicium.

On a proposé aussi une formule destinée à prévoir l’allongement des barres d’après leur composition chimique. Cette formule est ;

A = 42 - 36C - 0,55Mn - 0,G0Si,

mais elle est moins exacte que la première ; elle n’est sensiblement vérifiée que pour des valeurs moyennes des coefficients C, Mn, Si.

Voici en résumé les propriétés et les usages de ces G classes d’aciers.

Lorsqu’on désirera des métaux doux (i™ et s'classes), on devra avoir recours au carbone seul à dose inférieure à o,3oo pour 100. On devra éviter autant que possible les éléments étrangers, manganèse, silicium, soufre et phosphore, et on devra les employer généralement à l’état recuit (tôles, cornières, articles emboutis, etc.).

Les métaux moyens (3® et 4' classes), comprennent les métaux carburés, lorsqu’ils doivent être employés à l’état tremjjé, les métaux avec carbone et forte, teneur en manganèse, s’ils doivent être simplement recuits. Ces derniers jouissent de propriétés remarquables au point de vue des efforts de flexion, de torsion et de choc et sont supérieurs, dans ces différents cas, aux aciers simplement carburés ayant môme résistance à la rupture par traction. Les différents aciers de dureté moyenne ont une très grande importance au point de vue industriel, vu la facilité de leur obtention au Ressemer ou au Martin; les compagnies de chemins de ferles emploient avec succès, tant pour le matériel fixe que pour le matériel roulant; et l’artillerie y a recours pour les canons de campagne et les canons de gros calibre, l’industrie privée pour la construction des pièces de machines.

En ce qui concerne les métaux durs (.G® et G® classes), comme ils doivent être le plus souvent employés après trempe (à l’huile ou à l’eau), on aura encore recours au carbone seul (0,800 à 1,0,00 pour 100 environ), pour leur donner la résistance nécessaire; les aciers manganésés prennent, en effet trop énergiquement la trempe et ne peuvent être employés qu’à des usages spéciaux, de même que les aciers au tungstène et au chrome.

Influence de l’azole. — La présence de l’azote dans l’acier et son influence sur les propriétés de ce corps ont été fort discutées. 11 paraît résulter de ces expériences : 1® que le fer, la fonte et l’acier contiennent de l’azote, mais en quantités extrêmement faibles; n® suivant M. Fremy, l’azote serait en combinaison avec le carbone et sous forme d’un composé analogue au cyanogène, ce serait lui qui donnerait à l’acier ses propriétés ; suivant M. Caron, l’azote serait plutôt combiné, soit au titane, soit au silicium. Cela expliquerait la faible proportion d’azote que l’on trouve, ces corps se trouvant eux-mêmes en petites quantités ; il serait sans influence sur les propriétés du fer ; 5“ on ne connaît pas de procédé exact pour le dosage de l’azote dans le fer : un courant d’hydrogène enlève en passant sur le fer au rouge une partie de l’azote au fer, sous forme d’ammoniaque ; mais si l’on vient ensuite à limer la surface du fer ainsi chaulTé, on met à nu une nouvelle couche qui donne de nouveau de l’ammoniaque ; en outre quand on dissout le fer dans un acide ou dans du brome, il reste un charbon qui, lavé et chaulTé avec de la potasse, donne un dégagement d’ammoniaque [Comptes rendus,’X. LI et LU].