ACIERS J. 0,300 C

De 0 à 2 0/0 Mo Teneur en Mo > 20/0

De il à 1 0/0 Mo TcneurenMo>10/0

Constituant spécial.

Le seul point qui reste à élucider est la nature du constituant spécial. En tenant, pour les aciers au molybdène, les mêmes raisonnements que pour les aciers au tungstène et en

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Fir.. 119. — Essais à la traction. — I. Aciers à 0,200 C.

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Fie. 120. — Essais à la traction. — II. aciers à 0,800 C. Fio. 119 et 120. — Aciers au molybdène normaux.

répétant les mêmes expériences que celles que nous avons déjà décrites à ce sujet, nous avons conclu h l'existence d'un carbure.

Le diagramme est, en tous points, semblable à celui des aciers au tungstène (fig. 118). Mais la droite AB, qui sépare les aciers perli tiques des aciers à carbure double, part du même pourcentage de carbone pour arriver au point 2,5 de molybdène.

Étude industrielle. — Fabrication. — La fabrication des aciers au molybdène est semblable à celle des aciers au tungs-

Pig. 121. — Essais au choc.

«oo

Aciers à 0,200 C , Amers à. 0,800 C

Fig. 122. — Essai» à ia dureté.

Fie. 121 et 122. — Aciers au molybdène

tène. Nous n'avons rien à ajouter à ce que nous avons déjà dit. Il sera question des matières premières dans le chapitre suivant.

Propriétés mécaniques. — Les 'résultats des essais mécaniques sont donnés dans une série de graphiques {fig. 119 à 122).

Les aciers perlitiques ont une charge de rupture beaucoup plus élevée que les aciers ordinaires; malgré cela, ils ont de beaux allongements et de très belles strictions. Ils ne sont

pas plus fragiles que les aciers au carbone, mais ils sont sensiblement plus durs.

Les aciers à carbure double possèdent des charges de rupture et des limites élastiques extrêmement fortes; ils ont de faibles allongements et strictions; ils sont très fragiles et possèdent une très grande dureté.

Influence des traitements. — Cette influence est sensiblement la même sur les aciers au molybdène que sur les aciers au tungstène, toutes proportions gardées (Phot. 79 et 80, PI. XX). Nous n'y reviendrons pas.

Utilisations. — Les aciers au molybdène'ont été lancés par certaines aciéries avec grand mystère comme aciers à outils. Ils ont été à peu près abandonnés depuis ; ils n'ont pas donné des résultats bien supérieurs à ceux des aciers au tungstène, et leur prix est plus élevé, quoiqu'il faille moins de molybdène que de tungstène. Toutefois certains industriels continuent à utiliser le molybdène ajouté au tungstène.

On utilise des aciers au molybdène comme aimants permanents; ils donnent des résultats bien supérieurs à ceux des aciers aux tungstène. L'un des échantillons nous a donné a l'analyse :'

Mo 3,72

ACIERS AU VANADIUM

Étude théorique. — Métallographie (Album, PL XXI et XXII). — Voici les résultats obtenus dans les recherches que nous avons effectuées :

Si l'on considère les aciers renfermant 0,200 0/0 de carbone, on trouve de la perlite semblable à celle des aciers au carbone tant que la teneur en vanadium est inférieure à 0,7 0/0 (Phot. 81, PL XXI); mais, dans l'attaque à l'acide picrique, la ferrite semble se colorer en brun, d'autant plus aisément que la teneur en vanadium est plus élevée (Phot. 82, PL XXI).

Au-delà de 0,7 0/0 de vanadium, on voit toujours de la perlite, mais on aperçoit très nettement dans cette perlite des grains blancs, qui apparaissent même par polissage en bas-relief.

On voit ces grains blancs envahir de plus en plus la préparation, de telle sorte qu'à 3 0/0 de vanadium on ne voit plus du tout de perlite, mais bien des grains blancs qui affectent presque toujours la forme triangulaire (Phot. 83, PI. XXI).

Les aciers à 0,800 0/0 de carbone donnent des résultats analogues; seuls, changent les pourcentages en vanadium, pour lesquels on note les changements micrographiques.

On voit que, jusqu'à 0,5 0/0, on obtient de la perlite pure; au-delà de 0,5 0/0 on trouve de la perlite et le constituant spécial. Enfin, à partir de 7 0/0, on ne rencontre plus du tout de perlite ; on ne voit plus que le constituant spécial très développé et en abondance d'autant plus grande que le pourcentage du vanadium est plus élevé (Phot. 86, PI. XXII).

Un point assez curieux à noter est la constitution des aciers qui renferment simultanément la perlite et le constituant particulier.

Ils présentent une texture se rapprochant beaucoup des aciers à 0,600-0,700 C, alors qu'ils en contiennent réellement 0,900 à 10/0(Phot.84, Pl.XXI;Phot.85,Pl.XXII).Nousenverronsultérieurement l'explication. En résumé, la constitution des aciers au vanadium bruts de forge est résumée dans le tableau suivant:

MICROSTRUCTURE

ACIERS

A 0,200 UK CARBON 1

ACIERS

A 0,800 DE CAflDOSE

Aciers à perlite et à constituant spécial

0 à 0,7 0/0 de Va

0,7 à 3 0/0 de Va Va > 3 0/0

0 à 0,5 0/0 de Va

0,5 à 7 0/0 de Va Va > 7 0 0

Aciers à constituantspécial.

11 reste à définir le constituant spécial ; nous n'avons pas cherché à l'isoler ; mais nous pouvons d'ores et déjà certifier que c'est un carbure. Les expériences de cémentation le prouvent très nettement. De plus, nous avons vu que la quantité de ce

346 LES ALLIAGES METALLIQUES

constituant augmente avec la teneur en carbone, ce qui forme une première preuve à l'appui de cette assertion. Ceci explique bien pourquoi nous avons noté que la structure de certains aciers conduisait à une teneur en carbone inférieure à la teneur réelle ; ces aciers sont, en effet, ceux qui renferment simultanément le constituant spécial et de la perlite; ce constituant spécial absorbe une partie du carbone de l'acier, de telle sorte que la quantité de perlite qui reste ne correspond pas du tout à la teneur réelle de l'acier.

De plus, ajoutons de suite que les aciers à haute teneur

Pin. 123. — Diagramme des aciers au vanadium.

en vanadium sont très hétérogènes; nous avons examiné très soigneusement une même barre d'acier à 0,120 0/0 de carbone et 10 0/0 de vanadium : plus nous avancions vers une certaine extrémité de la barre, plus nous rencontrions, cela jusqu'à une certaine limite, des grains de carbure double. Il semble que le carbure soit de faible densité et ait une tendance très nette à remonter dans le bain. Ceci tend enfin à prouver que ce carbure existe non dissous, môme quand le fer est à l'état liquide; c'est bien ce que semblent prouver les expériences de trempe. Certaines parties de la barre accusent une microstruclure se rapprochantde la ferrite ; mais les polyèdres se colorent toujours avec une certaine rapidité par l'acide picrique.

En résumé, les aciers à haute teneur en vanadium ne sont pas homogènes.

L'examen de quelques autres échantillons d'aciers au vanadium nous a permis de conlirmer les résultats des recherches précédentes, qui semblent pouvoir être résumés dans le diagramme de la figure 123.

On y trouve tout d'abord la droite, qui sépare les aciers perlitiques des aciers qui renferment du carbure. « Mais ceux-ci doivent être divisés en deux groupes : les aciers dont tout le carbone est à l'état de carbure et ceux qui renferment et du carbure de vanadium et de la perlite. L'autre droite, qui découle des recherches que nous venons de décrire, semble bien indiquer cette séparation. Elle monlreque, plus l'acier renferme de carbone, plus il faut de vanadium pour que tout le carbone soit à 1 état de carbure.

Etude chimique. — Dans la Revue d'Artillerie, M. le capitaine Nicolardot a montré que l'attaque par les acides étendus des alliages de fer ou de vanadium fournissait des résultats très différents, suivant que les alliages contenaient ou non du carbone.

Les ferrovanadiums préparés par l'alumino-thcrmie et ne contenant pas de carbone se dissolvent très facilement sans laisser de résidu. Au contraire, les aciers et les ferrovanadiums contenant du carbone (généralement préparés au four électrique) laissent un résidu qui contient presque tout le vanadium, dans certains cas même, tout le vanadium, quand on attaque les aciers à faible teneur en vanadium (moins de 7 0/0) avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique ou d'acide sulfurique ; môme à l'abri de l'air, on obtient un résidu spongieux contenant du carbone, du fer et du vanadium et dont la densité ne dépasse pas 2,88.

Au contraire, avec les aciers à forte teneur en vanadium et surtout avec les ferrovanadiums préparés au four électrique et riches en carbone, le résidu obtenu est dense; à l'aide dune attaque par l'acide chlorhydrique gazeux dans l'alcool absolu, le capitaine Nicolardot a pu isoler, dans certains aciers d'une

teneur en vanadium môme inférieure à 7 0/0, un résidu analogue.

La densité de ce composé varie suivant la quantité de carbone (ou de fer) qu'il contient, de 5,53 à 5,6. Sa composition est variable, c'est toujours un carbure de vanadium ; mais la proportion de carbone parait augmenter quand la température à laquelle l'alliage est préparé s'élève et surtout quand la teneur totale en carbone est plus grande.

Un échantillon de ferrovanadium contenant 16 0/0 de carbone et 30 0/0 de vanadium a fourni un carbure de densité égale à 5,53 et dont la formule se rapproche de V*G3 (15 0/0 de C).

D'un autre échantillon de ferrovanadium de même teneur en vanadium, mais ne contenant que 8 0/0 de carbone, on a retiré un résidu de densité égale à 5,6 i et de formule V*C2 (13,6 0/0 C).

Dans les aciers moins riches en carbone et préparés aussi à moins haute température, le résidu aurait une formule se rapprochant de V*C (11,8 0/0 de C).

Peut-être n'y a-t-il que deux carbures se mélangeant en proportions variables ?

Le capitaine Nicolardot fait d'ailleurs remarquer que ses recherches confirment celles de M. Moissan1, quia montré que, sous l'influence d'une élévation de température, le vanadium se combinait de plus en plus au carbone en fournissant des composés paraissant de plus en plus réfractaires. D'après les chiffres publiés par ce savant les carbures suivants, V?C2, V3C4? se formeraient dans l'arc électrique ; à plus basse température, on aurait V*C, V3C?, V4C3. C'est h l'existence de ces carbures, d'une densité inférieure à l'acier, beaucoup moins fusibles, qu'il y a lieu d'attribuer la non-homogénéité et la fragilité des aciers au vanadium à forte teneur.

Dans les aciers h faible teneur en vanadium, le carbure de vanadium, V3C2 ou plus probablement V'2C, se combine avec de la cémentite pour former un carbure double peu attaquable

i. Comptes Rendus, t. CXVI, p. 1255; 1893.

aux acides, dans lequel se trouve presque tout le vanadium.

La proportion de cémentite augmente au fur et à mesure que la teneur en vanadium diminue. Tels sont les premiers résultats des recherches effectuées par le capitaine Nicolardot.

Elles confirment complètement notre étude.

Propriétés mécaniques. — Les pro-