‹ Étude expérimentale sur les transformations magnétiques du fer et des aciersChapitre 13 sur 35 · PRE RE CE · texte numérisé non relu

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caractérise à la température ordinaire, par une force coercitive très grande eu égard à sa composition, et une perméabilité très petite dans les champs faibles. Il n’est donc pas étonnant que sur cette courbe, déterminée dans un champ de 1,9 gauss, l'ordonnée à l’origine soit très faible; mais vers

230°, cette ordonnée augmente d'une façon considérable, et à partir de ce moment l'acier devient absolument normal. Au refroidissement, le phénomène inverse se produit à peu près aux mêmes températures. Nous croyons avoir été le premier à signaler ce fait.

II. Anneaux type C.— I nous a paru intéressant d’étendre nos essais aux anneaux type C que nous avions établis pour étudier la perméabilité et l’hystérésis à froid de nos aciers. Ces échantillons, formant un circuit magnétique fermé, devraient donner, semble-t-il, les courbes les plus parfaites ; mais, par suite de leur grande section, ces échantillons sont le siège de courants induits qui produisent un effet perturbateur considérable. D’après les calculs et les mesures de M. Jouaust, l'induction maxima apparente observée à froid ne serait, dans un champ alternatif d’une fréquence de 45 périodes par seconde et d’une valeur maxima : Jr — 20 gauss (fig. 36), que le quart de sa valeur réelle dans un champ constant de même valeur. Cette action diminue au fur et à mesure de l'élévation de la température, par suite de l'augmentation de: résistivité de l'acier qui en résulte, et qui réduit d'autant l'importance des courants induits. Notons en outre que dans le cas de ces échantillons, les variations de la self-induction du circuit I en fonction de la température ne sont pas négligeables. C’est pourquoi on observe sur nos courbes une allure ascendante de l’induction jusqu’à 6500.

Au delà de cette température, la résistivité de l’acier est telle que les courants induits ont une valeur assez faible pour ne pas trop influencer l’allure des courbes. Il y a donc lieu de faire abstraction dans l’examen des courbes de toute la partie correspondant aux températures inférieures à 6500. Cette restriction étant faite, nous voyons que ces courbes confirment ce que nous avons obtenu sur les échantillons du type B, en accentuant très nettement l’influence du point A,. blement l'allure des courbes. Et les conclusions tirées précédemment de l'inspection de celles des échantillons type B (fig. 35) se trouvent en tous points confirmés, savoir :

Pour les essais avec un champ y = 1,5 gauss (fig. 37), on devrait faire la même remarque que précédemment, mais

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l'induction est toujours suffisamment faible pour que les courants induits et les väriations de la self induction du circuit Î soient assez peu importants pour ne pas modifier nota-

19 La transformation vers 230° de l'échantillon oxydé n° 1 ;

et 20 la séparation bien nette des points A, irréversible et A,

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réversible dans les aciers ün peu carburés. Là encore, comme nous l'avons noté plus haut, l'influence du point À, est nette

ment plus accentuée et plus localisée que dans les courbes de la figure 35. Enfin nous relevons sur les courbes 1 et » des inflexions peu accusées qui se produisent à des températures très inférieures aux points critiques (de 300 à 4oot) et peuvent peut-être se relier aux minima obtenus dans les mêmes conditions sur aciers doux, d’abord par Morris [53] et ensuite par Maurain [105].

Fig. 38. — Courbes de perméabilité relevées à diverses températures sur anneau type CG en acier Thomas n° 1 non désoxydé (Carbone = 0,06 0/0).

Essais complémentaires sur l'acier oxydé n° 1 (GC — 0,06 0/0). — Nous avons déjà noté l’anomalie magnétique que présente cet acier Thomas non désoxydé, aux environs de 230°, Ce point méritait d’être regardé d’un peu plus près, c’est pourquoi nous avons relevé sur anneau (fig. 38) les courbes de perméabilité 93 — f (3€) à trois températures différentes : 200, 380? et 63o° et (fig. 39) les cycles d'hystérésis à 20° et à 630°. | |

Hopkinson avait bien noté le‘relèvement de la courbe de perméabilité dans la région des champs faibles lorsque la température s'élève ; mais ici le phénomène prend une inten- .sité particulièrement marquée. On voit en particulier la diffé-

rence énorme des valeurs de l'induction pour un champ de 1 à 5 gauss entre la température de 20° à celle de 380°. Cette augmentation de l'induction, nous nous en sommes rendu compte d’après les courbes des figures 35 et 37, ne se produit pas progressivement; mais d’une manière assez brusque entre 2200 et 2500.

L'examen des cycles d’hystérésis déterminés sur ce même acier à 200 et à 630° est également instructif. On voit que la

Fig. 39. — Cycles d’hystérésis relevés à diverses températures (200 et 6300) sur anneau type C. Acier Thomas n° 1 non désoxydé (Carbone — 0,0600).

surface du cycle à 20° est près de six fois plus grande que celle du cycle à 6302. Ces résultats sont entièrement d'accord avec ceux de Yensen [147] qui a montré la diminution considérable d'hystérésis que l’on pouvait obtenir par une désoxydation parfaite avec élimination totale des gaz dissous, en fondant dans le vide du fer électrolytique et en y ajoutant un peu de silicium.

Essais sur échantillons trempés (fig. ko). — Nous avons fait à titre d'indication quelques essais sur des échantillons ayant préalablement subi la trempe à l’eau à 1.000°. En dehors de la suppression du point de 2000 {qui indique que dans ces aciers la cémentite n’est plus à l’état libre) et de

l'augmentation progressive de la perméabilité au delà de 450 que nous notons sur les courbes 2 et 3, augmentation qui permet de suivre la destruction des effets de trempe, nous

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Courbes de chauffage dt Au efuédiséement - d'aciced

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Fig. 4o.

devons signaler, au chauffage, un point singulier qui se produit au voisinage de 300°, Un point analogue avait été noté dès 1903 par MM. Charpy et Grenet sur les courbes de dilaz

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tation d’un acier préalablement trempé (*) (fig. 4r). Et cette anomalie de dilatation fut retrouvée ensuite par de nombreux expérimentateurs.

Il est à remarquer enfin que, sur les courbes -de refroidissement, la réapparition du magnétisme commence vers 750. Elle est lente d’abord et ne devient rapide qu’au-dessous de 00°. Il ne se produit rien d’analogue avec des aciers préalablement recuits.

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Cette particularité est certainement en relation avec les phénomènes de dissolution, polymérisation ou dissociation de la cémentite au-dessus du point critique, dont l'étude actuellement à l'ordre du jour, pourra être facilitée par des investigations magnétiques.

(:) Bulletin de la Société d'Encouragement, 1903, pp. 488 et 883.

De ce premier ensemble de mesures se dégage un certain nombre de conclusions que nous énoncerons à la fin de ce travail ; mais nous voulons faire dès maintenant deux remarques sur des points particuliers :

1° La forme des courbes, représentant les variations de l'induction à champ maximum constant, d’un corps ferro-magnétique en fonction de la température est essentiellement différente lorsqu'on opère sur des échantillons pour lesquels le champ démagnétisant est fort (fig. 33) ou au contraire dans lesquels il est faible (fig. 34). Dans le premier cas, l’induction reste d’abord sensiblement indépendante des variations de température, puis elle passe brusquement à une valeur très faible.

Dans le second cas au contraire, si la valeur du champ est suffisante, la diminution de l'induction commence dès que la température s'élève et se poursuit conformément aux courbes expérimentables établies par Curie, Weiss, Honda, etc.

20 Nos essais ne décèlent pas seulement le point critique A, mais également le point A,. Toutefois, la netteté de ce dernier point yarie considérablement suivant la forme des échantillons.

L c (a) Dans le cas des barreaux courts (5 —5) le point A,

n'est même pas encore visible avec l’acier n° 5 à 0,4 0/0 de carbone. Le point A; n’est décelé par ces courbes que quand le point A, est venu se confondre avec lui. Pour lacier n° 6 à 0,730 de carbone et pour les suivants, comme A,, A, et A, sont confondus, la brusque variation de l'induction n’est plus réversible comme pour les échantillons précédents; mais elle suit A,,,,, et devient irréversible comme lui.

(b) Pour les barreaux plus longs (5 =66,6) l'influence

du point À, se fait déjà sentir dans l’acier no 4 à 0,170 0/0

de carbone (fig. 34) mais avec assez d'imprécision, quant à. la température.

(c) Avec les anneaux 'au contraire l’action de A; est parfaitement nette (fig. 36) et sa température coïncide bien avec celle déterminée par les méthodes thermiques.

L'influence de la forme des échantillons sur l'allure d’ensemble des variations de l'induction en fonction de la température d’une part, et sur la manière dont ces variations, accusent la production du point A; d’autre part, nous ont conduit à étudier de plus près cette action de la forme des échantillons et cette étude constitue la deuxième partie de notre travail.

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