ÉTUDE CHIMIQUE DES ALLIAGES

résumerons rapidement ce qui touche aux principaux de ces éléments.

Silicium. — Le silicium se trouve sous des états divers; on a pu isoler des ferro-siliciums industriels les trois combinaisons Fe^Si, FeSi, FeSi^.

Ceci découle des travaux de MM. Carnot et Goûtai, Lebeau, Frémy, Hahn, Moissan, etc.

De plus, on a pu isoler des siliciures doubles de fer et de manganèse qui correspondent sensiblement à la formule M^Si, M exprimant la somme fer -f- manganèse, et un siliciure de manganèse MnSi.

En étudiant les aciers au silicium renfermant de à 30 0/0 de silicium, nous avons bien retrouvé le composé FeSi ; mais nous n'avons pas rencontré le composé Fe^Si, trouvé dans les ferro-siliciums contenant aux environs de 12 0/0 de silicium ; quelques échantillons ont cependant présenté cette combinaison, mais en très petites quantités (de 0,5 à 0,7 0/0). Les aciers au silicium ne paraissent donc pas contenir toujours le silicium sous le même état que les ferro-siliciums industriels à même dose de silicium.

Manganèse. — Le manganèse présente une affinité toute spéciale pour le silicium (nous venons de l'indiquer) et pour le soufre (comme nous le montrons plus loin); il peut donc se trouver entièrement à l'état de MnSi ou de MnS.

Quand il est en proportions assez importantes, il forme des carbures doubles plus ou moins complexes ; on en a isolé un grand nombre. Mais ces recherches sont très délicates, et l'analyse chimique conduit souvent à affirmer l'existence d'un produit qui peut très bien ne pas être.

Les produits sidérurgiques à haute teneur en manganèse ne semblent pas contenir le carbure de manganèse Mn^C, découvert en 1875 par MM. Troost et Hautefeuille. MM. Carnot et Goûtai admettent lexistence des carbures doubles suivants:

Fe3C,4Mn3C, pour les alliages renfermant plus de 74 0/0 de manganèse ; Fe3C,2Mn'^C, pour les produits contenant de 60 à. 74 0/0 de manganèse ; 2Fe3C,Mn'^C, pour ceux renfermant

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de 30 à 60 0/0 de manganèse ; iFe^CMn^C, pour tes alliages contenant moins de 18 0/0 de manganèse. Behrens avart isolé d'un acier à 0,55 0/0 de carbone et 1 ,73 0/0 de manganèse une combinaison de formule : Fe^Mn^C^. Gomme le font remarquer MM. Carnot et Goûtai, cette formule n'est pas éloignée de celle qu'ils ont été conduits à adopter, soit 4Fe3C, Mn^C.

Phosphore. — M. Stead a publié, en 1900, dans VEngineering, un travail de la plus baute importance sur les états du phosphore dans les produits sidérurgiques.

Nous en donnerons seulement les principales conclusions :

Les produits contenant moins de 1,70 0/0 de phosphore renferment le phosphore à l'état de phosphure de fer Fe^P, qui se trouve dissous dans l'excès de fer.

La solution serait saturée à 1,70 0/0 de phosphore. Ce composé Fe'^P avait déjà, été signalé par Léopold Schneider, Schrôtter, Hvoslef et Percy, et retrouvé tout récemment par MM. Carnot et Goûtai. Laissant plus loin ses investigations et examinant des alliages qu'il avait fjait préparer spécialement, M. Stead trouva qu'entre 1,70 et 10,20 0/0 de phosphore, il y avait une quantité variable de la solution saturée de phosphure de fer Fe^^P à côté d'un mélange eutedtique à 10, 20 0/0 de phosphore formé d'environ 61 0/0 de Fe^P et de 39 0/0 de la solution saturée de Fe^P.

Entre 10,20 et 15,580/0 de phosphore, on trouve un mélange de Fe^P très bien cristallisé avec l'eutectique dont il a déjà été question.

Entre .15,58 et 21,68 0/0 de phosphore, il existe deux phosphures Fe^P et Fe^P. Le premier s'attaque à l'eau régale et il est attiré par l'aimant. Le second résiste bien aux acides et n'est pas magnétique.

Au delà de 22 0/0, M. Stead a trouvé le composé Fe^P mélangé à d'autres phosphures.

Pour séparer le composé Fe^P de sa solution, — exemple particulièrement intéressant à signaler, — M. Stead utilise l'acide azotique étendu, lequel ne dissout pas Fe^P et attaqué la solution.

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En résumé, dans les produits sidérurgiques ordinaires, le phosphore est à Tétatde phosphurede fer Fe^P dissous dans le fer.

Soufre. — Le soufre se trouve dans les aciers et fontes à Vétat de sulfure de manganèse, MaS. Ceci découle d'importants travaux de MiM. Carnot et Goûtai et de MM. Le Chatelier et Ziégler. Ces deux derniers savants, dans une étude extrêmement complète [Bvlletin de la Société d Encouragement^ 30 septembre 1902), ont montré que le sulfure de manganèse fond à une température très élevée et possède une insolubilité remarquable dans le manganèse.

Dans ces conditions, le manganèse entraine avec lui tout le soufre et Tisole ainsi du métal fondu.

Nous laissons de côté la question des métaux incorporés intentionnellement pour donner des propriétés spéciales aux aciers : nickel, chrome, tungstène, molybdène, titane, vanadium, silicium, aluminium. Les formes sous lesquelles ils existent dans les aciers ont été beaucoup moins étudiées. 11 en sera, toutefois, question dans le second volume.

En terminant ce qui a traita l'étude chimique des alliages, nous ne saurions trop faire remarquer avec quelles précautions on doit admettre les résultats qu'elle donne. C est bien le cas de déclarer : qu'une expérience doit être répétée un grand nombre de fois, que son résultat soit négatif ou positif, avant d'en tirer une conclusion.

Encore ajouterons-nous que l'analyse chimique proprement dite doit être guidée par d'autres méthodes de recherches, notamment par la métallographie microscopique, qui constitue le plus sûr des guides dans le choix des réactifs à employer et dans la méthode à adopter.

Mais il faut bien reconnaître que la méthode chimique peut donner, dans de nombreux cas, et par elle seule, des renseignements précieux. Nous citerons deux exemples intéressants :

Un réactif chimique, attaquant aisément les métaux constituant un alliage, est sans action sensible sur cet alliage; on

doit conclure que les métaux peuvent être à Tétat de combinaison ^

C'est ainsique la combinaison Tu Al est insoluble dans Teau régale, tandis que le tungstène et Taluminium sont aisément attaqués par ce réactif.

L'inverse peut se produire, un réactif n'attaquant pas les métaux constituants agit sur leur alliage. On est conduit à la même déduction. C'est ainsi que 1 eau n'est pas décomposée & la température ordinaire, du moins sensiblement, parTaluminium et l'antimoine, et cependant la combinaison SbAl que nous avons isolée la décompose rapidement.

La méthode chimique permet donc très souvent d'éclairer le problème de la constitution des alliages. Mais elle doit toujours être guidée par d'autres méthodes, notamment par l'observation micrographique.