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Voici les résultats sur des éprouvettes coulées en un métal de composition

Cu 58,59

Zn 40,67

Pb 0,39

Al \. 0,20

TEMPÉRATURES

Enfin, voici les résultats sur certains alliages de même nature, mais laminés et étirés.

Les numéros 1,2 et 3 ont été recuits avant Fessai. Les numéros 4, 5 et 6 ont été pris bruts d'étirage.

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Pour les bronzes contenant moins de 12 0/Od'étain, les seuls que l'industrie utilise pour des pièces autres que celles sou-

mises au frottement, la raideur et la fragilité diminuent beaucoup, lorsque la température s'élève; la cassure qui, & froid, est jaune et à grains relativement tins, est blanchâtre à chaud présente de grandes facettes planes.

Des essais h la traction faits sur un bronze renfermant

Cu 88,H

Sn 10,03

Zn... 1,62

ont prouvé que la limite élastique et la résistance diminuent toutes deux à haute température. L'allongement présente un maximum vers 150° et diminue rapidement.

Les bronzes d'aluminium présentent très peu de fragilité à chaud, et leur raideur augmente avec la teneur en aluminium.

Les alliages de cuivre et de nickel sont fragiles à chaud, même lorsqu'ils ne renferment pas de zinc. Cependant il est à noter que ce métal augmente la fragilité.

Pour l'acier, M. Charpy a montré que la limite élastique diminue dune manière continue, lorsque la température s'élève, tandis que la charge de rupture augmente, passe par un maximum, puis décroît.

Et M. Charpy conclut :

De l'ensemble des essais effectués, on peut déduire un classement approximatif de différents métaux étudiés; les moins bons sont les bronzes d'étain, dont la fragilité augmente rapidement quand la température s'élève. Viennent ensuite les alliages de cuivre avec 30 0/0 de zioc dont la raideur diminue beaucoup à chaud, au point de devenir inférieure à celle du cuivre rouge et qui sont fragiles à chaud; les laitons à 40 0/0 de zinc présentent des propriétés beaucoup plus remarquables; mais ils restent encore inférieurs aux maillechorts et aux bronzes d'aluminium.

Les aciers ordinaires ne présentent pas, à chaud, la supériorité qu'ils possèdent h froid sur les alliages de cuivre ; mais cette supériorité reparaît nettement dans les aciers au nickel,

qui participent à la fois des propriétés des alliages et de celles des aciers.

M. Le Blant a présenté au Congrès international des Méthodes d'essais de Paris, 1900, un rapport qui avait pour but de définir le meilleur métal pour entretoises.

On sait que les entretoises sont les pièces filetées qui, joignant les deux parois des foyers de locomotives, permettent à ces grandes surfaces de supporter des pressions qui s'élèvent jusqu'à 16 kilogrammes par centimètre carré.

Les conclusions du travail de M. Le Blant sont les suivantes :

Les essais à la traction montrent que :

1° Sauf pour l'acier, qui passe par un minimum de résistance vers 80° et par un maximum vers 200°, les limites élastiques et les charges de rupture décroissent régulièrement avec la température jusqu'au moment où le recuit est influencé par la température ;

2° Les allongements décroissent avec la température, passent par un minimum, puis croissent jusqu'aux températures de forge probablement. L'acier présente son minimum à une température beaucoup plus basse que les autres, vers 150° ;

3° Que le métal le moins sensible à la chaleur est le cupromanganèse. Les plus sensibles sont les cupro-aluminiums, l'acier entre 100 et 200° étant mis h part.

Les essais de cisaillement ont prouvé que :

1° Plus le métal est résistant k la traction, plus il donne d'oscillations, sans rupture, sauf pour l'acier à chaud et le cuivre recuit qui est influencé plus que les autres par la tension ; . 2° Que la sensibilité des cupro-aluminiums à la chaleur se conserve à cet essai, le peu d'influence de la température sur le cupro-manganèse restant le même.

De ces considérations et des essais faits en service, M. Le Blant conclut :

« Dans l'état actuel de la question (acier réservé), le métal qui donne le moins de rupture est le cupro-manganèse. Mais il se comporte mal sous l'action des flammes. 11 doit donc être réservé pour les lignes d'entretoises, qui se cassent le plus

souvent et se trouvent d'ailleurs les plus éloignées du combus lible en ignition.

« Le meilleur est ensuite le cuivre rouge, pour lequel la résistance à la traction doit être limitée entre un maximum et un minimum On évitera aussi le cuivre recuit et le cuivre trop éctoui. »

Les alliages de cuivre-aluminium qui avaient donné de très bons résultats dans les essais de laboratoire, ont été reconnus les plus mauvais dans la pratique.

La question des entretoises est de toute première importance; aussi a-t-elle donné lieu à d'autres études intéressantes, parmi lesquelles nous citerons tout spécialement le mémoire de M. Webb, présenté à The Institution of Civil Engineers (1903) et que nous résumons d'après la Revue de Métallurgie (mai 1904).

On emploie aujourd'hui des chaudières de locomotives à 14 kilogrammes par centimètre carré et au dessus, munies de grands foyers en cuivre avec enveloppes en tôle d'acier renforcées, et Ton a été amené ainsi à chercher s'il ne convenait pas de substituer au cuivre, pour la fabrication des entretoises de foyer, un métal permettant de diminuer les chances de ruptures ou d'usure rapide.

Les essais ont porté sur cinq espèces d'entretoises de métaux différents, savoir :

1° Alliage contenant 60 0/0 de cuivre, 40 0/0 de zinc. 2° — 9J — 9 —

3° — 97 — 3 d'étain.

4° — 92,75 — 7,25 d'aluminium.

5° Acier doux Bessemer.

Toutes ces entretoises ont été essayées sur des machines timbrées à 10k*,5, affectées au service des voyageurs ou des marchandises. Leur diamètre était de 25mm,4, et elles étaient rivées à la manière ordinaire par le môme procédé que les entretoises en cuivre.

Alliages contenant 60 0/0 de cuivre et 40 0/0 de zinc. — Ces entretoises ont été appliquées, en 1897, à une machine à voyageurs.

Le foyer comportait 646 entretoises. Après un parcours de 421 kilomètres par entretoise, le foyer fut démonté. Les entretoises ont pu être retirées du foyer au moyen d'un très léger coup de marteau, carie tartre dont elles étaient entourées les retenait seul, les têtes et les filets étant fortement usés, ce qui expliquait les fuites importantes de la chaudière. Toutes ces entretoises présentaient des criques partant d'un certain nombre de fonds de filets et orientées vers la tête sous un angle de 45° environ. Les échantillons prélevés au milieu, sur le bord et sur la surface de la tête ont donné h l'analyse des résultats sensiblement identiques.

Alliage contenant 91 0/0 de enivre et 9 0/0 de zinc. — Cet alliage fut employé pour les entretoises montées sur un foyer de machine à marchandises à six roues accouplées. De septembre 1891 au 31 décembre 1901, on constata la rupture de 14 entretoises, et 37 furent retirées pour usure des têtes et fuites; la machine avait parcouru 458.619 kilomètres, ce qui représente un parcours moyen de 8.993 kilomètres par entretoise.

ÉLÉMENTS

TENEUR

OBSERVATIONS

► traces

Résistance à la traction, 31 kilog. par mm2. Allongement 0/0, bb 0/0 sur 51 millimètres. Striction, 64 0/0.

Total.

Ces entretoises ont donné de bons résultats sur 7 machines similaires, et la moyenne de durée des entretoises, calculée sur dix années de service (septembre 1891 à décembre 1901), est de 2.905 mètres.

Alliages contenant 97 0/0 de cintre et 3 0/0 d'étain. — Une

machine à marchandises identique aux précédentes avait reçu, en 1897, des entretoises en alliage de cuivre et détain. De juillet 1897 à mars 1901, cette machine avait parcouru 150.134 kilomètres, et on avait retiré 145 entretoises non rompues, mais dont les têtes étaient usées ou qui avaient pris du jeu dans leurs trous.

Au 31 décembre 1901, le parcours total était de 182.910 kilomètres soit un parcours moyen de 1.261 kilomètres par entretoise. Les quatre chaudières munies de ces entretoises 6ont trop récentes pour que Ton puisse tirer de ces essais une conclusion définitive.

Alliage renfermant 92 Jï> de cuivre et 7,250/0 d aluminium. — Cet alliage très pur, qui ne contenait que des traces très légères de phosphore, était considéré jusque-là comme très convenable pour la fabrication de pièces exposées à la chaleur et h des efforts très variables ; son emploi donna lieu cependant à un insuccès complet.

Au bout de deux mois de service (janvier à avril 1901), la machine fut retirée du service après un parcours de 3.860 kilomètres, parce que beaucoup d'entretoises étaient rompues dans les plaques en cuivre et en acier; de plus, l'arrachement d'un certain nombre de têtes avait provoqué la déformation des plaques en cuivre.

Les extrémités rompues présentaient tantôt une cassure irrégulière avec de grandes faces cristallines, tantôt une cassure plus régulière formée de cristauxplus petits sans que cette différence suffise pour expliquer les ruptures, car 12 entretoises sur 18 offraient une structure à cristaux relativement petits.

Acier doux Bessemer. — Une machine à voyageurs munie d'entretoises en acier doux Bessemer fut mise en service pour essai en janvier 1889. Au bout de trois ans, on avait remplacé 287 entretoises par d'autres en cuivre. De juillet 1892 à juillet 1897, on en remplaça 239; puis 32, de juillet 1897 à juin 1899. Finalement la chaudière fut démolie après 548.517 kilomètres de parcours total. 11 était impossible de maintenir un joint étanche dans les plaques en cuivre avec ces entretoises en

acier doux, dont les unes étaient massives (rivetage) et les autres percées (mandrinage).

L'auteur a procédé à des essais afin de déterminer la température que peuvent atteindre les entretoises dans un foyer. Une chaudière fixe du type locomotive normal fut munie à cet effet de sept entretoises en métaux différents, dont cinq étaient perforées d'un trou axial ayant 13 millimètres de profondeur (extrémité du côté du foyer) ; pour deux autres, la profondeur de perforation était de 51 millimètres ; elles dépassaient la face intérieure de la plaque de cuivre de 6mm,3. Les températures étaient déterminées au moyen d'un pyromètre électrique portatif de Mf H. Le Chatelier, comportant un couple thermo-électrique platine-platine rhodié.

La chaudière d'essai était timbrée à 8Vff,i.

La température de la vapeur saturée à la pression de 8k|r,4 est de 176°.

Des essais ont également été faits en vue de déterminer la température de la plaque de cuivre à la surface et celle des extrémités des entretoises à l'intérieur du foyer près de la voûte en briques, que l'on avait isolée soigneusement.