POINTS D'ARRÊT
DE l'alliage
de la coarbe
DE l'aLUAGE
de la courbe
en cobalt 0/0
DE REPROIDUSEMBïtT
en cobalt 0/0
DE REFROIDJMBMERT
750 et 455
870 et 455
925 et 455
940 et 455
950 et 455
On peut ajouter que Talliage dont la teneur en cobalt serait d'environ 95 0/0 fond au delà de 1.400°.
En traçant la courbe de fusibilité d'après les données cidessus, on voit qu'elle présente deux maxima, l'un correspondant à 27 0/0, l'autre à 53 0/0 de cobalt, et deux eutectiques, l'un à 30 0/0, l'autre à 74 0/0 de cobalt.
Les deux maxîma indiquent les deux combinaisons CoAP et CoAl^. De plus, tous les alliages contenant entre 5 et 27,3 0/0
Fio. 20. — Courbe de fusibilité des alliages Al-Co.
de cobalt présentent, tous, deux points de solidification, l'un d'eux étant celui de l'aluminium pur. La courbe de fusibilité totale comprend donc la droite ÂB et la courbe déjà tracée.
Enfin, il y a un fait d'expérience sur lequel nous devons insister : au moment où le mélange entre en fusion, il se produit un dégagement de chaleur relativement énorme; de nombreuses étincelles sont même projetées hors du creuset oîi l'on opère la fusion. De plus, ce dégagement a lieu, quelles que soient
les proportions relatives de cobalt et d'aluminium. Nous nous sommes assurés, par Texpérience suivante, que ce fait était bien exact. Nous avons chauffé dans un four Bigot, qui donnait une température maximum de 1420**, une certaine quantité d'aluminium et nous y avons projeté des quantités variables de cobalt, de façon à obtenir des alliages à des teneurs différentes. Au moment où le cobalt fond, ce qui a lieu généralement quelques secondes après son introduction dans l'aluminium fondu, il se produit un dégagement de chaleur extrêmement sensible dont nous avons pu nous rendre compte en plongeant dans Taluminium fondu un thermo-couple, dont on suit les indications au moment où l'on verse le cobalt. On voit ainsi que l'élévation de température est d'abord normale, puis on a subitement une élévation de température telle, que le galvanomètre est bloqué et que le platine et le platine rhodié fondent dans le petit tube en porcelaine. La température atteinte est donc certainement supérieure au point de fusion du platine.
A cette élévation de température, nous voyons deux causes :
1** La formation de combinaisons qui dégagent de notables quantités de chaleur;
2** La réduction par l'aluminium de petites quantités d'oxyde de c6balt préexistant dans le métal ou formé dans l'opération même.
En résumé, la courbe des alliages aluminium-cobalt (dans les limites où nous l'avons déterminée) fait prévoir deux combinaisons CoAl*^ et CoAl^. Ces deux composés ont été retrouvés, comme nous le verrons, par d'autres méthodes.
Généralisation des indications données par les courbes de ftisibilité. — Nous avons vu que les maxima des courbes de fusibilité correspondent sensiblement à des combinaisons définies, dont l'existence a été contrôlée par d'autres méthodes.
Mais nous avons déjà indiqué qu'il pouvait exister d'autres combinaisons que celles indiquées par les courbes de fusibilité.
Dans les recherches que nous avons faites sur les alliages
d'aluminium, nous avons trouvé un composé SnAl^, qui se trouve dans ces conditions, la courbe de fusibilité n'indiquant que la combinaison SnÀl.
La figure 21 donne les courbes de fusibilité des principaux alliages d'aluminium. La courbe des alliages fer-aluminium, déterminée par M. Roberts-Austen, possède un palier s'étendant depuis les composés à 40 0/0 d aluminium jusqu'à ceux de 60 0/0 de ce métal. Nos recherches nous ont permis d'établir, comme nous l'indiquerons ultérieurement, qu'à ce palier correspondent deux combinaisons Fe^AP et FeAl^.
La courbe des alliages aluminium - antimoine, tracée par M. Gauthier, présente deux maxima qui indiquent les combinaisons Sb Al et SbAl«o.
L'une de ces combinaisons a déjà été isolée par M. Wright ; nous avons pu obtenir l'autre. Il est à remarquer que ces alliages présentent des points de fusion extrêmement élevés.
Les alliages cuivre-aluminium ont une courbe de fusibilité quia été étudiée par M. Le Chatelier et qui présente deux maxima, indiquant nettement les deux combinaisons Cu^Al, CuAP. Il existe, comme nous le verrons, une autre combinaison CuAl qui n'est pas indiquée par la courbe de fusibilité. La courbe argent-aluminium ne possède, d'après M. Gauthier, qu'un maximum voisin de 15 0/0 d'aluminium; nous avons isolé la combinaison correspondant à ce maximum; elle a la formule Ag'*AP.
Fio. 21. —, Courbes de fusibilité des principaux alliages d'aluminium.
Ziv
Enfin, la courbe des alliages étain-aluminium, déterminée par le même savant, n'a également qu'un maximum correspondant à SnAl.
Toutes les courbes que nous venons de donner indiquent des combinaisons. Nous donnerons enfin, comme exemples de courbes, ne fournissant aucune indication de composés définis, celles des alliages étain-zinc, étain-plomb, étain-bismuth, qui se trouvent reproduites sur la figure 22.
La courbe des alliages or-argent est constituée par une droite joignant les points de fusion des deux métaux. On en doit
donc conclure que ces alliages sont formés par des composés isomorphes.
Remarque. — La méthode de Tétude de la fusibilité des alliages n'offre pas une grande généralité; dès que l'on opère sur les métaux qui fondent à des températures élevées, on a des difficultés énormes à surmonter; en outre, il faut toujoursn'opérer que sur des alliages fondant au-dessous de la température de fusion du platine ; enfin, il existe des métaux qui se mélangent très mal et d'autres qui ne se mélangent pas du tout.
Nous avons été très surpris lorsque, voulant étudier les alliages aluminium-plomb, aluminium-bismuth et aluminiumcadmium, nous nous sommes aperçus qu'ils ne se mélangeaient pas.
Nous avons appris plus tard que cette remarque avait déjà été faite pour les deux premiers alliages par M. Wright. Mais, dans un très grand nombre de cas, l'élude de la fusibilité des alliages donne des indications très précieuses et elle est souvent d'une pratique aisée.
Surfaces de fusibilité : alliages plomb-élain-hismuth. — Le diagramme utilisé pour représenter les surfaces de
toc
Sn too
iOO
10 20 Su *0 s» a 70 80 60 100
Fio. 22. — Courbes de fusibilité des alliages Sn-Pb, Sn-Bi, Sn-Zn.
fusibilité d'alliages ternaires est basé sur le principe suivant : Considérons un triangle équi latéral ABC et un point M à
l'intérieur de ce triangle {fig, 23).
Abaissons de ce point des perpendiculaires sur les trois
côtés du trian)gle ; la somme Ma + Mo
-[- Me = la hauteur du triangle, AA.
Le point M sera le point figuratif de
l'alliage qui contiendra une quantité du
métal A égale à Ma, du métal B égale à
M6 et du métal C égale à Me. La hauteur AA, et par conséquent la somme
Ma + M6 + Me, sera prise comme
base d'unité et égale à 100.
Quant à la température de fusion de l'alliage, elle sera portée
sur une perpendiculaire menée au plan BAC par le point M.
Le lieu des points ainsi obtenus, en faisant varier le point M,
constituera la surface de fusibilité. 11 est inutile d'insister sur la complexité d'une telle méthode qui nécessite un nombre d'expériences extrêmement important.
Toutefois, nous résumerons, à titre d'exemples, la détermination faite par M. Charpy de la surface de fusibilité des alliages plomb-étain-bismuth .
Soit ABC le triangle
ëquilatéral considéré, le point A représentant le plomb;
le point B, le bismuth; le point C, l'étain. La surface de
fusibilité comprend trois nappes qui se coupent suivant les
courbes ^C, ^'c, Kc {fig. 24).
D'après ce que nous avons indiqué précédemment, les
pointsEjE'jE", correspondent aux alliages eutectiques binaires,
Fio. 24. — Surfaces de fusibilité des alliages Pb-Sn-Bi.
le point E à Teutectique binaire plomb-bismuth; le point E', à Teutectique binaire plomb-étain ; le point E"', à Teutectique binaire élain-bismuth.
Quant au point C^ qui est commun aux trois courbes, c'est l'alliage eutectique ternaire dont la composition a été étudiée par M. Charpy. Cet eutectique correspond à :
Plomb 32 0/0
Etain 15,5 0/0
Bismuth 52,5 0/0
Cet alliage fond à 96°.
Les courbes indiquent la composition des alliages qui peuvent se trouver à l'état liquide en équilibre avec deux métaux solides. C'est ainsi que la courbe Ec donne la composition des alliages qui se trouvent en équilibre à l'état liquide avec du plomb et du bismuth solides; E'i!: représente les alliages en équilibre à l'état liquide avec du plomb et de l'étain solides; E"^ correspond aux alliages en équilibre à l'état liquide avec le bismuth et l'étain solides.
Seul le point C représente l'alliage qui peut être en équilibre à l'état liquide avec le plomb, l'étain et le bismuth, tous trois à l'état solide. On peut ainsi être fixé sur la façon dont se fera la solidification dans l'un quelconque des alliages ternaires plomb, bismuth, étain.
Considérons un alliage D correspondant h un point de l'une des trois nappes de la surface ; par exemple, la nappe BE^E"; cet alliage se trouvera en équilibre en présence de bismuth solide; au moment où commence la solidification, il laisse déposer du bismuth. Un alliage situé sur Tune des trois lignes de rencontre des surfaces, sur KC, par exemple, laissera déposer, au moment où commencera la solidification du plomb et de l'étain.
Quant à l'alliage correspondant à l'eutectique, il se solidifiera en masse laissant à la fois déposer les trois métaux^
plomb, étain, bismuth. M. Charpy a pu, de plus, tracer par interpolations graphiques les isothermes de la surface de fusibilité; elles ont été étudiées de 25 en 25^
En résumé, la détermination des courbes de fusibilité des alliages binaires donne des indications extrêmement précieuses sur la constitution des alliages. Les maxima des courbes correspondant à des compositions défmies, les minima aux eutectiques.
Quant aux surfaces de fusibilité des alliages ternaires, elles nécessitent un tel ensemble de déterminations, qu'elles ne peuvent être généralement utilisées ; d'autres méthodes permettant une étude plus facile de la constitution de ces produits.
