CHAPITRE IX

On y joint des essais à la traction, des mesures de conductibilité, etc. Pourtant les résultats obtenus sont considérables.

Les travaux de M. Osmond sur la constitution cellulaire de l'acier avaient pour point de départie procédé usité en pétrographie On attaquait par un acide une lame de fer très amincie et on observait par transparence, au microscope, le squelette laissé par le carbone ou le silicium. Actuellement les procédés d'observation microscopique par réflexion, préconisés par Martens et Sorby, sont préférés pour les études métallographiques. Ils consistent à polir le mêlai avec le plus g-rand soin, puis à observer ou à photographier les figures qui apparaissent après attaque de la surface polie par un réactif faible.

Ces méthodes n'ont pas été l'origine de la sidérologie.

Ce sont les phénomènes de trempe et d'écrouissage qui ont été l'objet des premières recherches, et la découverte faite en 1868 par TchernofF d'une température critique au-dessous de laquelle le métal ne prend plus la trempe, marque l'origine de ces questions. L'état du charbon dans les aciers, entrevu par Karsten en i83o, fut de nouveau étudié par Berthier, Caron et surtout par Abel et Dœbering qui découvrirent la cémentite Fe*C ou carbone de recuit dont la formation a servi de base à la théorie cellulaire ^ Le Colonel Caron supposait que les effets de la trempe étaient en rapport avec l'état du carbone dans les aciers. D'après MM. Osmond et Werth, le mécanisme de ces modifications a pour pivot le carbure de fer qui se forme au-dessous du point critique de Tchernoiï surtout pendant le recuit, et qui se dissocie aux hautes températures. D'où il résulte que le carbone en dissolution dans le métal, quand il est maintenu en liberté par un brusque refroidissement, communique à l'acier trempé ses propriétés essentielles. Nous dirions aujourd'hui que l'acier trempé et l'acier recuit sont des dissolutions solides du carbone dans lesquelles cet élément prédomine à l'état libre dans le premier cas, et à l'état combiné dans l'autre.

Pourtant les propriétés du carbone de trempe n'ont pas paru suffisantes à MM. Osmond et Werth pour expliquer tous les effets de la trempe. Ils ont en outre prouvé que le fer

(i) Osmond el Werth, ingénieurs au Creusot. — Théorie cellulaire des propriétés de l'acier, Ann. des Mines, i885.

108 CONTRIBUTION A l'hISTOIRE DE LA CHIMIE

affecte des états allotropiques différents avant et après la trempe. Cette explication, invoquée antérieurement par, Jullien et par Tresca, n'était pas sanctionnée par l'expérience directe, puisque le fer doux trempé ne durcit que dans des circonstances exceptionnelles, indiquées postérieurement par M. Howe.

Des observations thermochimiques, et l'examen des différences de solubilité dans les acides d'un même échantillon d'acier, avant et après la trempe ou l'écrouissage, ont donné aux savants ing-énieurs duGreusot la certitude de l'existence de deux variétés allotropiques du fer : le fer a dominant dans les aciers recuits, le fer ^ dominant dans les aciers trempés et écrouis. Ce dernier se rencontre encore dans le fer dur des hydrures de fer électroljtiques obtenus par M. Cailletet.

Ce sont les cellules différentes, formées suivant la nature et le traitement des métaux, qu'observent les métallog-raphes. Leur aspect joint à la résistance à la traction sert journellement à l'étude des matériaux métalliques.

MM Osmond et Werth avaient en outre signalé les étroites relations entre le mag^nétisme et l'existence de la variété ^, et ils en avaient tiré une explication de la force coercitive des aciers, quand survint la théorie émise par Howe sous le nom de théorie allotropique. Celle-ci faisait intervenir un troisième état allotropique du fer, la variété y et le dédoublement du point critique de Tchernoff, correspondant aux températures de formation des fers |^ et y qui, d'ailleurs, est d'autant moins marqué que les aciers sont plus durs. Aussi, lasuperposition deces points critiques dans lesaciers à i p. o/o de carbone, provoque-t-elle le phénomène de récalescence observé par Barrett.

Les points de transformation sont donc fonctions des éléments étrang-ers introduits dans lacier. Roberts Austen a établi qu'ils s'élèvent ou s'abaissent suivant que les volumes atomiques sont supérieurs ou inférieurs à celui du fer. L'observation est d'une importance pratique considérable, car elle permet de modifier par la trempe les qualités d'une des faces d'une plaque de blindage, de la durcir, par exemple, sans altérer les qualités de l'autre face (Brevet Charpy).

Non seulement la valeur des points critiques, et les propriétés mécaniques et magnétiques qui s'y rattachent changent