ET AU MANGANÈSE

Bronzes au manganèse (PI. L, Phot. 197 et 198). — Il ne faut confondre le bronze au manganèse ni avec les laitons au manganèse qui sont toujours vendus sous ce nom, ni avec les alliages cuivre-manganèse employés pour les barres d'entretoises de foyer de locomotives. Nous appellerons bronzes au manganèse des alliages de cuivre et d'étain renfermant de faibles quantités de manganèse. Les laitons au manganèse renferment du cuivre, du zinc et des quantités souvent importantes de manganèse, jusqu'à 4 et même 5 0/0 de manganèse. Us seront étudiés au chapitre des Laitons spéciaux.

Nous n'envisagerons donc ici que les alliages de cuivre et d'étain renfermant du manganèse. Disons de suite que ceux-ci sont d'un usage peu fréquent.

On pourrait croire que le rôle du manganèse se rapproche de celui du phosphore, c'est-à-dire qu'il joue l'office de réducteur, tel que nous l'avons déjà expliqué à propos de son utilisation en sidérurgie.

Il n'en semble rien être; il a été fait, dans une grande

forge de la Marine française, de nombreux essais de bronze contenant de 2 à 10 0/0 d'étain, dans lesquels on ajoutait des quantités connues et parfaitement dosées de manganèse. On les retrouvait intégralement après la coulée ; mais le manganèse augmente la charge de rupture et les allongements.

Voici, h titre purement documentaire, une circulaire adressée par M. Manhès au début de cette fabrication (31 mars 1878).

« Définition du procédé. — Le cuivre du commerce et ses alliages, quel que soit leur mode de préparation, renferment toujours une proportion plus ou moins forte d'oxydes, qui nuisent beaucoup aux qualités utiles qui seraient propres à ces métaux. En effet, ces oxydes irrégulièrement disséminés dans la masse du métal, empêchent son homogénéité parfaite, condition essentielle pour obtenir le maximum de résistance, de ténacité et de malléabilité. Mon procédé a pour but l'élimination complète de l'oxygène renfermé dans le métal, résultat qui ne peut être obtenu que par l'interposition d'un corps ayant pour l'oxygène beaucoup plus d'affinité que le cuivre, condition que remplit le manganèse, métal qui a, en outre, l'avantage d'être à peu près fixe k la température de fusion du cuivre, ce qui permet un dosage exact.

« De nombreuses et sérieuses expériences ont démontré que le cuivre affiné par le manganèse est d'une homogénéité parfaite et ne présente pas ces petites cavités brillantes que l'on voit toujours dans la cassure du cuivre affiné par les procédés ordinaires ; que le cuivre, le bronze, le laiton traités par ce procédé sont doués d'une résistance, d'une ténacité, d'une malléabilité bien supérieures à celles habituelles à ces métaux.

« Moncupro-manganèse en lingots ou en grenailles est au titre régulier de 75 0/0 de cuivre, 25 0/0 de manganèse.

« Instruction pour remploi. — Qu'il s'agisse de la fabrication du cuivre, du bronze ou du laiton, il n'y a rien à changer dans a marche des opérations métallurgiques, et le traitement spécial n'a lieu que lorsque le métal est prêt à être coulé. 11 faut alors couvrir le bain métallique avec du charbon de bois con- m cassé mélangé d'une petite quantité d'un flux alcalin, tel que

le carbonate de soude, borax, etc.; le premier a pour but d'empftcher les effets de l'oxydation par l'air atmosphérique, et le second de scorifier l'oxyde de manganèse qui se produit par la réduction des autres oxydes métalliques.

« On laisse tomber doucement dans le métal la quantité voulue de cupro-manganèse, on laisse chauffer pendant quelques instants pour que sa fusion soit bien complète, on agite vivement le métal pour rendre le mélange plus intime, on laisse encore reposer quelques instants pour que la réaction se produise bien et Ton procède à la coulée comme d ordinaire. 11 est préférable d'introduire le eu pro- manganèse dans le métal, après l'avoir préalablement fondu sous le charbon dans un creuset de plombagine ; on évite ainsi le refroidissement du bain métallique.

« Il est bon d'observer, pour le bronze, que ce métal, lorsqu'on le traite par mon procédé, ne doit pas contenir plus de 10 0/0 d'étain comme maximum; au delà, le métal est cassant.

« Proportions à employer. — L'expérience m'a fait reconnaître que les proportions de cupro-manganèse qui donnent les meilleurs résultats sont les suivantes :

« Pour le bronze :

3 à 4 kilog. cupro-manganèse pour 100 kilog. de bronze;

Pour le laiton :

0,250 à 1 kilog. cupro-manganèse pour 100 kilog. de laiton;

Pour le cuivre rouge :

0,250 à ik*,200 cupro-manganèse pour 100 kilog. de cuivre. »

D'après les essais micrographiques que nous avons faits, le manganèse paraît se porter sur la solution a tout comme le zinc (Phot. 197 et 198, PI. L).

Nous ne parlons pas ici de la fabrication proprement dite du bronze au manganèse; elle est semblable à celle des laitons que nous décrirons en détail au chapitre x {Laitons spéciaux) .

Nous avons fait une étude systématique de l'influence du

manganèse sur le bronze renfermant :

Sn iO

Zn traces

Nous avons substitué le manganèse au cuivre.

COMPOSITION

PROPRIÉTÉS

MÉCANIQUES

Cu

Sn

Mo

Zn par difértiee

CHOC

DURETÉ

traces

N'ont pas pu être obtenus sains

Ces essais montrent bien que le manganèse commence par augmenter la charge de rupture et surtout les allongements.

Mais, dès que la teneur en manganèse dépasse 2 0/0, il y a une baisse rapide de la charge de rupture, des' strictions et des allongements, ces derniers devenant nuls pour une teneur de 3 0/0.

La dureté n'est pas sensiblement accrue, et la fragilité ne diminue pas rapidement.

Les types de bronzes au manganèse de l'industrie renferment de 1 à 3 0/0 de ce métal et plus généralement 1 0/0.

En voici quelques types :

Sn

Mn

Très souvent ces bronzes contiennent 4 à 5 0/0 de zinc et

du plomb. Voici deux alliages utilisés pour les appareils hydrauliques à haute pression :

Sn.

Zn.

Pb.

Mn.

Il faut ajouter que ceux de ces alliages qui renferment moins de 90 0/0 de cuivre sont très peu usités.

Bronzes au manganèse et au phosphore. — Nous avons dit que le manganèse ne paraît pas jouer le rôle de désoxydant, comme on Ta cru ; on conçoit donc aisément que Ton ait songé à faire des bronzes qui soient épurés par le phosphore et qui renferment du manganèse.

La méthode à utiliser est toujours la même : l'addition du phosphure de cuivre doit être telle qu'il ne reste après la coulée que des traces de phosphore. Le manganèse peut s'élever à 1 0/0 environ. On a préconisé tout particulièrement pour les hélices un bronze ayant pour composition:** ^

Cu 92

Sn 8

Zn 3

Mn 0,50

Ph traces

Total 103,50

Cet alliage donne :

Un tel bronze est ordinairement très sain ; il n'en est plus ainsi si l'on supprime le zinc.

Lorsque la teneur en cuivre tombe au-dessous de 90 0/0, le bronze est moins malléable que lorsqu'il ne contient pas de manganèse. Le contraire est h noter pour les alliages renfermant plus de 90 0/0 de cuivre.