COULE DAJI8 LE SABLE

millim.

brisé

111,5 non

102,1 non

à moitié

85,9 non

brisé

84,6 non

brisé

LAITONS A L'ALUMINIUM

Etude théorique (Album, PL LXI et LXII, Phot. 241 à 248). — Le rôle général de l'aluminium en métallurgie est celui de désoxydant.

C'est aussi l'un de ceux qu'il joue dans la fabrication des laitons.

Bien qu'il n'ait pas encore été fait d'étude très complète sur les laitons à l'aluminium, on sait depuis plusieurs années que l'addition d'une proportion de 2 à 3 0/0 d'aluminium à un laiton du type Cu = 70, Zn = 30, fournit un produit qui a à peu près la structure des laitons forgeables et qui s'en rapproche également au point de vue de la résistance (Charpy, Recherches sur les alliages de cuivre et de zinc).

Nous avons entrepris des recherches complètes sur ces alliages tant au point de vue micrographique que mécanique.

L'étude que nous avons faite a porté sur deux types de laitons :

Premier type :

Cu 70

Zn 30

Deuxième type:

Cu 60

Zn 40

Nous avons ajouté à chacun d'eux des quantités d'aluminium allant de 1 à 10 0/0 et le substituant toujours au zinc, l'aluminium étant ajouté sous forme de métal, la plus grande partie dans le creuset placé au four, le reste au moment même de la coulée, le creuset retiré du four.

Voici tout d'abord les phénomènes que nous avons notés. Des traces d'aluminium (0,5 à 1 0/0) donnent au laiton à 60 0/0 cuivre, 40 0/0 Zn, une coloration or très belle.

Cette coloration se maintient jusqu'aux environs de 5 0/0. Là l'alliage devient légèrement rose. Il acquiert une superbe

coloration rose à 7 0/0; il est alors dichroïque; vu sous une certaine incidence, il est blanc argent.

A 10 0/0, l'alliage devient d'un blanc argent.

Jusqu'à 4 0/0, il se travaille très bien à chaud.

Au-delà de 4 0/0, il devient très difficile à travailler : le laminage peut encore se faire à chaud ; mais le métal se brise à l'étirage.

A partir de 6 0/0 d'aluminium, on ne peut plus laminer.

La micrographie de ces alliages est très intéressante.

Si Ton ajoute 0,5 0/0 d'aluminium à l'alliage renfermant 60 0/0 de cuivre et 40 0/0 de zinc, on ne trouve aucune transformation dans la microstructure.

Dès 1 0/0 les cristaux de ZnCu sont beaucoup plus détachés. A 2 0/0, on ne trouve plus du tout les cristaux caractéristiques des laitons forgeables, mais bien seulement des polyèdres comme dans les laitons renfermant moins de 55 0/0 de cuivre.

A 5 0/0, on trouve des polyèdres et dans ceux-ci des petits cristaux analogues à ceux rencontrés par M. Gharpy; dans les laitons renfermant environ 50 0/0 de cuivre et 7 0/0 d'aluminium, on trouve toujours des polyèdres ; mais ils sont entourés de plages noires.

L'alliage à 10 0/0 est tellement fragile qu'il ne nous a pas été possible de le polir.

Les laitons à l'aluminium renfermant 70 0/0 de cuivre ne sont pas moins intéressants à étudier.

Quand l'aluminium ne dépasse pas 2 0/0, on trouve à ces laitons la microstructure ordinaire. Mais, dès que l'aluminium dépasse 2 0/0, on voit apparaître le constituant g.

A 6 0/0 d'aluminium, on ne trouve plus que des polyèdres.

A 10 0/0, on voit se développer dans ces polyèdres de très nombreux petits cristaux.

En résumé, les laitons à l'aluminium ont même microstructure que s'ils renfermaient plus de zinc.

Leur coloration, d'une part, leur travail au laminoir et au banc à étirer conduisent aux mêmes conclusions.

A 2 0/0 d'aluminium, le laiton renfermant 60 0/0 de cuivre possède même structure que s'il contenait seulement 55 0/0 de cuivre. Le métal ayant pour composition :

Cu 60

Al 2

Zn 38

possède même structure que l'alliage

Cu 55

Zn -. 45

On voit que 2 0/0 d'aluminium ont joué le même rôle que 7 0/0 de zinc. Donc l'addition de 1 0/0 d'aluminium équivaut à peu près h 3,5 0/0 de zinc.

De même, l'alliage

Cu 70

Al 2

Zn 28

possède même structure que l'alliage

Cu 65

Zn 35

On voit que là encore 1 0/0 d'aluminium a joué le rôle de 3,5 0/0 de zinc :

Enfin l'alliage

Zn 24

possède la même structure que l'alliage

Cu 55

Zn 45

6 0/0 d'aluminium ont donc joué le même rôle que (45 — 24)

21 0/0 de zinc.

Et Ton retrouve toujours la même conclusion:

À savoir que 1 0/0 d'aluminium joue le même rôle que

3,5 de zinc.

Nous verrons tout à l'heure qu'il en est de même au point

de vue des propriétés mécaniques.

Étude industrielle. — Fabrication. — Le laiton à l'aluminium s'obtient ordinairement par fusion directe du cuivre, du zinc et de l'aluminium. Ce dernier métal étant fort difficile à allier, par suite de sa faible densité, il faut mélanger la masse fondue avec grands soins. De plus, on réserve généralement quelque quantité d'aluminium pour l'ajouter à la fin au moment même de la coulée, ce produit devant toujours jouer le rôle d'épurateur.

On emploie souvent, au lieu d'aluminium pur, un alliage cuivre-aluminium obtenu dans une opération préalable.

Enfin, comme dans toutes ces fabrications, on utilise souvent des déchets de planches, de tubes, etc., pourvu que ceux-ci ne contiennent pas d'impuretés.

Les laitons à l'aluminium se ramènent à trois types principaux :

Cu 68 à 70

Zn 31 à 27

Al là 3

Cu 64 à 66

Zn 33 à 30

Al 1 à 4

Cu 58 à 61

Zn 40,5 à 37,5

Al 0,3 à 1,5

Au premier type, il faut rattacher le laiton de Froges;

d'après certaines analyses le bronze Roma se rattache au second 1 .

Enfin, la marine consomme du laiton du second type, notamment pour la construction des torpilles.

Propriétés. — Les laitons d'aluminium ont des grains extrêmement serrés. Us possèdent une résistance bien supérieure à celle des laitons ordinaires.

C'est ainsi que les alliages du premier type peuvent donner de 25 à 45 kilogrammes de charge de rupture par millimètre carré; que les alliages du deuxième type donnent jusqu'à 50 kilogrammes de résistance.

Voici les résultats des essais qui ont été faits sur l'ordre du Ministère de la Marine des Etats-Unis.

On y a comparé du bronze d'aluminium, du bronze à canons et du laiton d'aluminium.

1 . Dans sa récente étude sur l'influence des basses températures sur les alliages, M. Hadfield, le savant président de l'Iron and Steel Institute donne, comme analyse du métal Delta,

Zn 44,06

Cu 55,01