CHAPITRE XXII

Les principaux alliages binaires d'aluminium sont :

1° Les alliages aluminium-cuivre, que nous avons étudiés au chapitre xi;

2° Les alliages aluminium-fer;

3° Les alliages aluminium-étain ;

4° Les alliages aluminium-zinc;

5° Les alliages aluminium-antimoine ;

6° Les alliages aluminium-nickel;

7° Les alliages aluminium-cobalt;

8° Les alliages aluminium-magnésium dont il sera question au chapitre suivant ;

9° Les alliages aluminium-manganèse, qui .présentent un grand intérêt et que nous étudierons au chapitre xxvni.

Il faut ajouter quelques alliages peu intéressants au point de vue pratique : les alliages aluminium- tungstène; aluminiummolybdène; aluminium-chrome; aluminium-titane et aluminium-silicium.

Il faut cependant noter que ces produits peuvent être utilisés comme matière première et servira introduire dans les alliages des métaux qui sont très peu fusibles. .

Enfin, il sera dit un mot des alliages aluminium-plomb; aluminium-cadmium; aluminium-bismuth^ aluminium-argent; et nous résumerons l'étude théorique qui a été faite des alliages d'aluminium et d'or.

Nous parlerons ensuite d'alliages plus complexes.

u. KO

Étude théorique. — Courbe de fusibilité. — Cette courbe (fîg. 202) a élé déterminée par Roberts-Austen, qui a montré qu'elle se compose d'une seule branche sélevant rapidement

du point de fusion de l'aluminium, puis restant sensiblement parallèle à Taxe des x entre les teneurs de 60 à 40 0/0 d'aluminium et gagnant ensuite le point de fusion du fer.

Etude chimique. — Crace Cal vert et Johnson isolèrent d alliages aluminium-fer le composé Fe3Al2. D'autre pari, Wôhler et Michel obtinrent des prismes hexagonaux de formule FeAl2 en traitant par l'acide chlorhydiîque certains alliages riches en aluminium. Nous avons étudié les alliages aluminium-fer par- voie aluminothermique.

On obtient par cette méthode des cristaux prismatiques correspondant à la formule FeAl3. Il suffit, pour les obtenir, d'employer dans la réaction les proportions correspondant à la formation théorique des alliages FeAl2 et FeAl4.

Les mélanges qui sont compris entre les proportions donnant théoriquement FeAl et Fe10Al donnent des cristaux tétraédriques très nets que Ton peut facilement isoler. Ils correspondent à la formule Fe2Al3.

Fio. 202. — Courbes de fusibilité des alliages d'aluminium.

Alliages d'alcmimiM Ô3i

D'ailleurs, tous les culots métalliques renfermant ce composé tombent en poussière rapidement. Ce fait a été signalé par Roberls-Austen, qui l'attribue à une transformation allotropique et non aune oxydation.

II semble, de plus, que les alliages les plus riches en fer contiennent une autre combinaison, probablement FeAl.

Comme on le voit, il reste encore de nombreux points à élucider sur la constitution de ces alliages.

Métallographie (Album, PI. XCVI1, Phot. 380 et 381). — Les alliages qui renferment le composé FeAl3 nous ont donné des cristaux d'une netteté remarquable; ils ne semblent pas entourés d'euteclique.

Etude industrielle. — Fabrication. — Les alliages de fer et d'aluminium se préparent soit par réduction d'alumine en présence de fer au four électrique, soit par addition d'aluminium dans un bain de fer fondu.

Dans ce dernier cas, on peut obtenir aisément des alliages à 10 0/0 d'aluminium.

C'est cet alliage qui est le plus usité. Quelquefois on atteint

Propriétés. — Dès que le fer contenu dans l'aluminium dépasse 5 à 6 0/0, le métal devient fragile. A 7 0/0, il possède une structure cristalline. A partir de 20 0/0 d'aluminium, les alliages fer-aluminium ne sont pas magnétiques.

Utilisations. — Le ferro-aluminium n'est plus guère utilisé en aciérie. On préfère l'aluminium. Les premiers essais faits sur les moulages remontent à 1885 ; on sait que l'addition du ferro-aluminium au momeut de la coulée empêche les soufflures. 11 faut signaler, de plus, qu'à l'heure actuelle on commence à fabriquer, ainsi que nous l'avons déjà vu, des aciers renfermant des quantités un peu importantes d'aluminium et qui trouvent des débouchés intéressants dans les constructions électriques, à cause de leur faible hy s térèsc.

Étude théorique. — Courbe de fusibilité. — Les alliages aluminium-étain ont été étudiés au point de vue de la fusibilité par M. Gautier. La courbe obtenue (fig. 202) présente un maximum correspondant à la combinaison AlSni

Etude chimique. — Nous avons cherché à isoler ce composé et ceux qui peuvent exister sans être indiqués par la courbe de fusibilité, en réduisant le bioxyde d'étain par l'aluminium suivant la méthode du Dr Hans Goldschmidt, décrite dans le chapitre ier.

Nous nous sommes toujours servi de l'aluminium en grains scindés entre les tamis 25 et 30, et nous sommes partis d'acide stannique préparé par voie humide, en attaquant rétain Banka par l'acide azotique pur;

Toutes les expériences ont été faites sur 3 kilogrammes de matière.

Les principales conclusions auxquelles nous avons été conduits sont les suivantes :

1° La limite d'indammation a lieu pour l'expérience correspondant théoriquement à Al4Sn ;

2° Toutes les réactions sont extrêmement violentes. H y a des pertes énormes sous forme d'étain et d'acide stannique;

3° Toutes les expériences, dont le mélange initial est plus riche en acide stannique que celui qui correspond à AlSn5, ne laissent aucune partie métallique ; il ne reste dans le creuset que du corindon;

4° La quantité d'étain contenue dans le culot ne va pas en croissant, quand on part des proportions correspondant à Al4Sn, pour atteindre celles de l'expérience AlSn5. 11 y a de très grandes irrégularités, comme on le verra plus loin ;

5° L'expérience Al4Sn, limite d'inflammation, ne donne qu'une importante masse de corindon, dans laquelle sont dis-

persées des lamelles cristallines très difficiles à détacher de la masse.

Mais, si Ton vient à placer dans un four Perrot ce mélange acide stannique-aluminium, de façon à le porter à une température d'environ 800°, et si l'on vient à l'enflammer lorsqu'il a atteint cette température, on obtient un culot dans lequel on remarque de nombreux cristaux filiformes pris dans la

masse

6° En faisant varier les proportions d'aluminium en excès, nous avons pu isoler sous forme de cristaux et sous forme de poudres cristallines, deux combinaisons correspondant aux formules AlSn et Al4Sn.

En résumé, nous avons pu isoler les deux combinaisons

AlSn et Al4Sn

dont nous allons résumer les propriétés.

Le composé AlSn se présente sous la forme de lamelles malléables.

Le système cristallin de la combinaison Al'*Sn ne peut ôtre déterminé. Ces cristaux ne sont ni durs, ni cassants; ils présentent mPme une certaine malléabilité.

Us ont pour densité :

AlSn '.