C'est une erreur, l'alliage est or

3. Comme nous l'avons dit, c'est de 38 à 45 0/0 de zinc que les laitons sont ductiles à chaud.

en plus. Les rangées de cristaux deviennent plus minces et plus rares ; la différence de coloration entre les cristaux et la masse fondamentale s'unifie; dans la dernière, une texture cristalline grenue augmente de plus en plus. Dans le laiton à 50 0/0 de zinc, il ne reste rien de la texture tricotée décrite plus haut. Les surfaces attaquées montrent le reflet soyeux propre au cuivre cristallin et, sous un grossissement de 100 diamètres, on voit la même construction de cubes très petits disposés en rangées.

« La dureté des alliages de cuivre et de zinc qui, jusqu'à 500/0, restait presque sans changement, augmente rapidement entre 50 et 60 0/0 de zinc. La dureté et la fragilité augmentent avec la teneur en zinc jusqu'aux environs de 70 0/0, où Ton atteint un point critique. La dureté la plus grande semble appartenir à l'alliage CuZn*. Cet alliage est uniformément cuivré dans l'acide sulfurique étendu; çà et là Se montrent de petits cubes, tandis que d autres places restent unies ; en outre, il se présente des cavités en forme de polygones irréguliers qui expliquent l'état cassant du métal. Il sera difficile d'établir si la formule CuZn2 appartient à la série à fins cristaux ou à la catégorie amorphe, car la volatilité du zinc empêche une seconde fusion et rend difficile d'obtenir un mélange uniforme. Dans beaucoup de morceaux, cet alliage rappelle le bronze Cu*Sn et dénote, comme ce dernier, un point critique dans une série d'alliages. Jusqu'à CuZn, les alliages de cuivre et de zinc sont mous, faciles à faire cristalliser ; à partir de là la dureté augmente jusqu'à l'alliage CuZn2 (67,20/0 de zinc), aux environs duquel la couleur passe du jaune au gris, et l'aptitude à la cristallisation disparait complètement pour reparaître avec augmentation de la teneur en zinc et diminution simultanée de la dureté. »

Nous avons déjà cité, dans le cours de ce travail, les mémoires de MM. Pralon, A. Le Chatelier, Uuillemin ; dans l'ouvrage du professeur Thurston, sont signalés les travaux de Bolley, Crookwitt, Calvert et Johnson, Matthiessen, Mallet, Riche; il nous reste à résumer les importantes et très nettes recherches

LAITONS

de M. Georges Charpy, qui ont complètement mis au point cette importante question.

Recherches de M. Charpy. — Le programme suivi par M. Charpy a été le suivant :

Préparer des alliages de cuivre et de zinc de composition régulièrement variée, amener ces alliages par des martelages et laminages successifs à froid, sans aucun recuit, à un état d'écrouissage aussi accentué que possible. Dans des alliages ainsi écrouis prélever des éprouvettes et les recuire à des températures graduellement croissantes jusqu'au point de fusion ; déterminer les propriétés mécaniques et la structure microscopique qui correspondent à ces différents états.

Les alliages utilisés par M. Charpy avaient les teneurs en zinc du tableau suivant :

TENEUR

NUMÉROS

en zinc 0/0

en zinc 0/9

De i à 3 les alliages forment une première série; ils ont été préparés au moyen de cuivre électrolytique et de zinc distillé. Ils contenaient environ 0,2 0/0 d'impuretés (surtout du plomb). Les alliages de 4 à 13 et de 14 à 18 forment deux autres séries, qui ont été préparées industriellement et contenant de 0,3 à 0,4 0/0 d'impuretés (plomb, étain, fer).

Les alliages renfermant 49,7; 60,1; 80,1 0/0 de zinc n'ont pu supporter aucun travail de laminage ; l'alliage à 49,7 et 80,1 0/0 a pu être découpé pour fournir des éprouvettes. Mais l'alliage à 60,1 est brisant comme du verre; on n'a pas pu

l'essayer. Les essais effectués par M. Charpy ont été des essais à la traction, à la compression et au choc, ces derniers ont été effectués en soumettant au choc d'un mouton de 10 kilogrammes des barreaux de 14 X 9 X 60 millimètres encastrés à une extrémité. Le mouton tombait successivement de 10, 20, 30 centimètres jusqu'à rupture ou ployage à 90 0/0. On notait l'angle de ployage après chaque coup de mouton.

Enfin il a été fait quelques essais de dureté au moyen d'un poinçon dont on mesurait la pénétration sous charge déterminée. M. Charpy a, tout d'abord, cherché à définir l'influence du recuit sur les propriétés mécaniques. A ce sujet, il est arrivé aux résultats suivants :

Pour tous les alliages étudiés, lorsqu'on chauffe un métal écroui à des températures graduellement croissantes, on produit une diminution de la charge de rupture, une augmentation de rallongement et une diminution de la section de rupture d'autant plus marquées que la température est plus élevée, sauf dans quelques cas pour les températures voisines du point de fusion où le métal se brûle, rallongement diminuant alors en même temps que la résistance. — Toutefois ce phénomène n'est pas continu.

En partant de la température ordinaire, on trouve d'abord que le recuit est nul, tant que la température n'a pas dépassé une certaine limite; cette limite dépend essentiellement de l'état d'écrouissage du métal; plus le métal est écroui, plus il faut le chauffer pour commencer à détruire cet état. Quand on a dépassé la température au-dessus de laquelle commence le recuit, on trouve une zone de température, dans laquelle le degré de recuit qui est défini par la variation de charge de rupture et d'allongement augmente quand on élève la température. Puis, à partir d'une certaine température, l'effet du recuit est constant, l'écrouissage a été complètement détruit, le recuit est complet. Enfin à une température très élevée, très voisine du point de fusion, il se produit un phénomène nouveau, qui donne naissance au métal brûlé suivant l'expression industrielle.

LAITONS

En somme, d'après ces recherches, le phénomène de recuit présente quatre périodes :

1° La zone de température n'ayant aucune influence sur les propriétés du métal ;

2° La zone de température pendant laquelle l'état d'écrouissage diminue, et cela d'autant plus que la température est plus élevée;

3° La zone de température pendant laquelle les propriétés du métal restent constantes; il est alors à son maximum de malléabilité ;

4° La zone de température, qui donne au métal des propriétés nouvelles (diminution dans les allongements et dans la charge de rupture) : le métal est brûlé.

Gomme exemple de l'influence du recuit sur les propriétés d'un laiton, nous citerons les résultats des expériences de M. Gharpy sur les charges de rupture du laiton à 70 0/0 de cuivre et 30 0/0 de zinc.

TEMPÉRATURE DE RECUIT

ALLIAGE 70 Cu,

30 Zo

0 degré

Pour l'alliage à 70 0/0 de cuivre, les propriétés du métal recuit & haute température n'apparaissent qu'après chauffage au-dessus de 600° environ. Pour un recuit plus faible, on a une charge de rupture plus élevée et un allongement plus faible. Pour ce qui est de la dernière zone de tempéra-

ture, celle dans laquelle se produit le métal brûlé, M. Gharpy croit que la température à laquelle ce phénomène commence est d'autant plus faible que les impuretés sont en plus grandes quantités.

Il faut bien se rappeler que ces impuretés sont généralement d'autant plus grandes que le zinc est important. Dans une étude sur laquelle nous reviendrons, M. le commandant Pralon dit que le laiton à cartouches (67 0/0 de cuivre, 33 0/0 de zinc) se brûle dès 600°. Cette température nous semble basse; il faut d'ailleurs remarquer que cette température n'a été évaluée que d'une façon approchée, au moyen d'un pyromètre à circulation d'eau placée dans le four.

M. Charpy a montré lui-même qu'un alliage renfermant 0,15 d'étain et 0,20 de plomb a été brûlé vers 800°, tandis qu'un autre alliage renfermant les mêmes quantités de cuivre et de zinc et ne contenant pas d'impuretés n'est pas brûlé à 900°. De l'ensemble de ces essais M. Gharpy conclut :

Pour des alliages purs qu'il est malheureusement à peu près impossible de réaliser, la loi du recuit serait la suivante : partant d'un métal complètement écroui à une température donnée, c'est-à-dire se rompant sans déformation aucune, on obtiendra, en élevant graduellement la température, d'abord une diminution graduelle de la charge de rupture, une augmentation correspondante de l'allongement, puis au-dessus d'une certaine température, la charge et l'allongement restent constants jusqu'à une petite distance du point de fusion. Cette zone de recuit complet aurait une étendue de plus en plus petite à mesure que la teneur en zinc augmentera limite inférieure s'élevant en même temps que s'abaisse la limite supérieure, par suite de l'abaissement du point de fusion.

M. Charpy a comparé les propriétés des alliages cuivre-zinc à l'état recuit complet. Le tableau suivant donne les résultats moyens obtenus.

Première série

NUMÉRO

de l'alliage

Deuxième série.

Troisième série. . . ,

CHARGE de