DES ALLIAGES

Ne pouvant noas dispenser de traiter dans ce livre la question des alliages» nous empruntons à notre Guide pratique des alliages métalliques, paru en 1865, une partie de ce qui va suivre.

Nous maintiendrons nos emprunts dans le domaine de la fonderie industrielle proprement dite, laissant de côté les métaux précieux appartenant aux arts ou aux industries de luse, les métaux d'un ordre secondaire au point de vue de Tindustrie et ceux peu connus qui ne sont pas encore usités en dehors des découvertes et des études de la science moderne.

Nos lecteurs retrouveront tout cela dans l'ouvrage que nous lui rappelons, lequel renferme l'exposé des travaux spéciaux que nous avons entrepris sur les alliages et ne saurait manquer d'intérêt pour ceux qui voudraient approfondir et envisager plus à fond cette ' question très importante.

Propriétés physiques et chimiques des alliages.

On comprendra que les indications suivantes doivent être considérées à un point de vue général. En constatant les propriétés acquises par les alliages des métaux entre eux, nous devons élaguer les anomalies que présentent certaines combinaisons qui sortent des limites habituelles soumises aux appréciations des observateurs s'étant livrés à l'étude des composés métalliques.

Fusibilité. — Les alliages sont généralement plus fusibles que le moins fusible des métaux composants et très souvent d'une fusibilité plus grande que celle de chacun d'eux prise isolément. L'alliage dit de Darcet ou de Rose, qui comprend de rétain,du plomb et du bismuth à doses variables, est un exemple évident du principe que nous énonçons.

Ainsi, par exemple, en admettant que :

L'étain fond à 230' ;

Le plomb à 320* ;

Le bismuth à270';

La plupart des alliages formés avec ces trois métaux entreront en fusion au-dessous de 100 degrés.

Toutefois il faut se dire que tous les alliages ne sont pas soumis rigoureusement à la même loi, qui est surtout particulière à certains métaux blancs, entre lesquels il faut compter ceux que nous venons de citer et auxquels il faut ajouter, notamment, Tantimoine et Tarsenic.

Dureté. — Les alliages sont, en général, plus durs et plus aigres que le plus dur et le plus aigre des métaux constituants. Certains métaux très mous, le plomb, par exemple, augmentent la dureté d'autres métaux avec lesquels ils s'allient. Ainsi, dans un alliage de plomb et d'étain, le plomb peut venir augmenter notablement la dureté de rétain.

Ductilité, ténacité. — Quelques métaux employés seuls ou réunis apportent de la ductilité et de la ténacité & d'autres métaux qui en manquent. Toutefois les alliages présentent, pour la plupart, une ténacité et une ductilité plus faibles que celles du métal le plus dur et le plus tenace faisant partie de leur combinaison.

La structure cristalline des alliages est d'une grande influence sur leur ténacité. Certains alliages, qui cristallisent à gros grains, ont besoin d'être conduits au refroidissement avec une grande lenteur et une grande régularité si Ton veut qu'ils conservent la ténacité qui leur est propre.

Densité. — Aucune loi précise n'établit la solidarité entre la densité des alliages et celle des métaux qui les constituent.

La densité des alliages est tantôt au-dessus, tantôt au-dessous de celle qui se déduirait des densités ou des proportions des métaux composant les mélanges.

La densité d'un alliage peut s'exprimer par la formule :

dans laquelle P et ji indiquent le poids des métaux entrant dans l'alliage et D et (i les densités respectives.

Dans le cas d'équilibre de cette formule, il ne se prodoitni dilatation ni contraction à l'alliage ; mais si Texamende l'alliage donne pour densité un nombre plus grand on plus petit que a* on en conclut qn'il y a contraction ou dilatation.

C'est ainsi que, par expérience, on a pu déterminer pour un certain

nombre d'alliages la marche de la densité et dresser, entce autres» les indications suivantes relatives aux alliages binaires.

AlHages dont la densité est plus grande que la densité moyenne des métaux qui les constituent :

Cuivre et zinc. Argent et plomb.

Cuivre et étain. Argent et étain.

Cuivre et bismuth. Argent et bismuth.

Cuivre et antimoine. Argent et antimoine.

Plomb et antimoine. Or et zinc.

Plomb et bismuth. Or et étain.

Argent et zinc. Or et bismuth.

Alliages dont la densité est moins grande que la densité moyenne des métaux qui les constituent :

Fer et antimoine. Zinc et antimoine.

Fer et plomb. Argent et cuivre.

Fer et bismuth. Or et argent.

Cuivre et plomb. Or et fer.

Plomb et étain. Or et cuivre.

Etain et antimoine. Or et plomb.

La densité des alliages peut permettre de reconnaître au moins d'une manière approximative les proportions des métaux composants. Ainsi &it-on» par exemple, dans l'essai dit essai à la balle, employé pour reconnaitre la pureté de Tétain. On coule dans un moule à balles de l'étain pur qui sert de type ; puis, dans le même moule, de Tétain allié, dont le poids plus ou moins augmenté indique la présence plus ou moins notable du plomb.

Les expériences de Muschenbroek, sur les variations de densité des alliages dans lesquels ce savant a fait alterner les proportions des métaux, tendraient à établir qu'il existe un point de combinaison plus intime pour chaque alliage, correspondant probablement à un composé défini.

D'après cela, on serait amené à admettre qu'il y a réunion plus complète, et par suite, en général, tendance à la condensation quand l'alliage est composé de deux métaux ayant une grande affinité réciproque- D'autre part, il y aurait dilatation quand les deux métaux ont peu d'af« finité l'un pour l'autre et ne sont pour ainsi dire que mélangés. Ainsi le cuivre, dont l'affinité est grande pour le zinc et l'étain, forme avec «es métaux des alliages d'une densité plus grande que la densité moyenne.

Élasiieiii. — - M. Wertheim a cherché le rapport existant entre les

propriétés mécaniques des métaux et celles de leurs alliages pour en déduire la connaissance de l'état moléculaire de ces composés.

Les alliages préparés avec des métaux purs ont été mêlés et brassés pendant la fusion, puis coulés en lingotières chauffées.

Chaque alliage a été soumis à l'analyse chimique et tous les lingots paraissant offrir dans la composition de l'alliage, soit par suite de la volatilisation ou de l'oxydation de certains métaux, soit par suite du départ de certains autres, ont été rigoureusement écartés.

Les expériences de M. Wertheim ont porté sur environ soixante alliages binaires ou tertiaires des applications usuelles de l'industrie. Dans ce nombre se trouvent un grand nombre d'alliages connus, dont les propriétés mécaniques ont été plus ou moins étudiées par divers auteurs. Tels sont le bronze, le laiton, le similor, l'alliage des caractères d'imprimerie, le métal des cloches, celui des tams-tams et des cymbales.

Les résultats accusés par M. Wertheim sont, entre autres, les suivants :

P Les alliages se comportent comme les métaux simples, au point de vue des vibrations et de l'allongement ;

2" La cohésion, la limite d'élasticité ou l'allongement ne peuvent être déterminés, à priori, au moyen de quantités connues pour les métaux simples qui les composent ;

3^ Les coefficients d'élasticité des alliages concordent assez bien avec la moyenne des coefficients d'élasticité des métaux constituants. Les contractions ou les dilatations n'ont pas d'influence remarquable sur les coefQcients. On peut donc déterminer à l'avance la composition d'un alliage devant avoir une certaine élasticité ou devant conduire le son avec une vitesse donnée, du moment que l'une ou l'autre de ces conditions tombe entre les valeurs extrêmes des mêmes quantités des métaux connus ;

4^ Le coefficient d'élasticité est d'autant plus grand que l'agencement moléculaire est plus serré, le grain plus fin et plus homogène.

Chaleur spécifique. — Les travaux du savant M. Regnault sur la chaleur spécifique ont fait voir que la moyenne des chaleurs spécifiques des composants restait sensiblement celle des alliages, les observations étant prises à une distance moyenne suffisante des points de fusion et de ramollissement.

Chaleur latente, — M. Rudberg, quia fait des recherches remarquables sur les propriétés de la chaleur latente, a reconnu que, quand on à laissé refroidir un alliage fondu, le thermomètre devient, en général, deux fois stationnaire entre le point de fusion et la solidification. Les

indications s'arrêtent à un point commun à tous les alliages des deux mêmes métaux et une autre fois à un point qui varie avec leurs proportions.

Deux métaux fondus ensemble doivent, d'après M. Rudberg, former une combinaison à proportions définies, laquelle se trouve reportée vers celui des deux qui est en excès. L'alliage chimique, quand il est seul, se solidifie à un degré déterminé que M. Rudberg appelle le point fixe. Mais quand il y a excès d'un des deux métaux^ la solidification du métal et de l'alliage ne se produisant plus au même degré, l'excès de métal qui tend à se solidifier d'abord produit, endégageantsa chaleur latente, un retard dans la marche du thermomètre. Le métal solidifié en premier lieu demeure répandu dans l'alliage chimique encore fluide, et celui-ci, au moment de la solidification, amène à son tour, parle dégagement de sa chaleur latente, un second arrêt du thermomètre.

Ainsi le plomb se solidifie à 325 degrés, l'étain à 228 degrés, et, pour les alliages d'étain, le point fixe, ou autrement le point de fusion de l'alliage chimique, se tient à 187 degrés.

Oxydation, — L'oxydation est généralement moins sensible sur les alliages que sur les métaux pris séparément. Toutefois, dans certains cas, l'oxydation est plus grande dans les alliages. Un alliage de plomb et d'étain, par exemple, quand le plomb domine, brûle et s'oxyde au rouge avec une grande rapidité.

Quand un des métaux composants s'oxydefacilementet vient se réunir dans l'alliage à un métal inoxydable ou peu oxydable, on peut séparer ces métaux en convertissant le premier en oxyde, le second restant intact. C'est sur cette propriété que reposent les procédés de coupellation à l'aide desquels on sépare l'argent du plomb. On peut isoler encore, par de semblables opérations, deux métaux diflTéremment oxydables, celui qui l'est davantage s'oxydant beaucoup plus rapidement que l'autre.

L'oxydation, à l'air humide, des alliages est, en général, moins grande que celle du métal composant le plus facilement oxydable. Il arrive, comme dans les bronzes de statues, que l'alliage s'oxyde rapidement en principe, plus que ne feraient les métaux composants exposés à l'air séparément. Mais, ce premier effet produit, l'oxydation semble suspendue et ne se poursuit pas avec la même intensité destructive qu'elle exercerait dans les métaux isolés.

Bien que les acides semblent, pour la plupart des cas, agir sur les alliages comme ils agiraient sur le métal dominant dans la composition, il faut aussi admettre qu'ils exerceraient une action moins destructive, à la longue^ sur l'alliage que sur le métal séparé.

Préparation et composition des alliages.

Dosages. — Les alliages se font de toutes pièces, c'est-à-dire en combi* nant dans le même fourneau, sous la même fusion, les divers métaux à allier.

Ou encore ils se font par dosages, c'est-à-dire en réunissant les métaux d'abord deux à deux, trois à trois ; pour, ces premières combinaisons obtenues, parvenir à obtenir des alliages définitifs plus complets.

Dans le premier cas, celui que la pratique admet le plus généralement^ Valliage ne se fait pas d'une manière tellement intime, quels que soient les soins pris à la fusion, au brassage, à la coulée, etc., qu'on puisse dire que le métal obtenu est parfaitement dense, parfaitement régulier, parfaitement homogène.

On arrive à plus de précision par le second procédé. Les combinaisons plus assorties, en quelque sorte, par la fusion séparée des métaux qui se conviennent, se font mieux, comportent un dosage plus exact et se prêtent davantage à l'introduction plus normale, dans un alliage complexe, des métaux qui, apportés de toutes pièces, seraient difficiles à introduire.

L'ordre suivant lequel les métaux doivent être introduits dans les alliages n'est pas, du reste, indifférent. Il ne suffirait pas, pour amener un bon résultat, de jeter au creuset, sans règle ni mesure, dans un ordre quelconque, des métaux qui, doués de propriétés d'assimilation différentes, parviendraient difficilement à se combiner d'une façon satisfaisante.

Dans un alliage de cuivre, d'étain et de zinc , par exemple , il convient mieux d'introduire d'abord l'étain dans le cuivre fondu , puis le zinc, que de Jeter dans le bain le zinc en premier lieu, l'étain ensuite.

Dans Talliage quaternaire, cuivre, Jétain, zinc, plomb, il çst préférable de suivre l'ordre que nous indiquons* plutôt que tel ou tel autre, et d'apporter à l'alliage le plomb en dernier lieu.

Bien d'autres exemples viendraient à l'appui de cette donnée , qui mérite considération et qui n'a, du reste, de meilleure loi que celle de l'expérience et de la connaissance des métaux.

Un essai facile peut permettre de constater le principe que nous exposons et venir prouver que l'ordre suivi dans la préparation d'an alliage n'est pas sans influence.

Qu'on combine 10 parties de enivre et 90 parties d'étain, et qu'à cet aliiage on ajoute 10 parties d'antimoine» ou qu'on combine 10 parties de cuivre et 10 parties d'antimoine pour les ajouter à rëtain, on aura deux alliages, en réalité chimiquement les mêmes» et cependant on reconnaîtra sans peine que comme fusibilité, ténacité, dureté, etc., ils seront entièrement différents. Ces transformations, sensibles dans des combinaisons dont les éléments et les proportions sont les mêmes, ne sont attribuables, évidemment, qu'à la disposition particulière d'agencement qu'apporte à l'alliage l'ordre dans lequel lui sont présentés les métaux qui le composent. *

Départ. — Dans les alliages de toutes pièces, quelles que soient les précautions prises pour la fusion et le brassage, la combinaison a d'autant moins de chance d'être homogène que les métaux composants sont de densités différentes. A la coulée, il se produit un départ qui amène au fond du moule le métal le plus pesant.

Ce départ se montre notamment dans les alliages de cuivre et d'étain qui, lorsqu'ils s'appliquent à des pièces massives, conservent difSciiement la même homogénéité et les mêmes proportions sur toute la hauteur de ces pièces.

Les différences de pesanteur ne produisent pas seules la séparation qui se montre, après la jetée en moule, au moment de la solidification. Après qu'un alliage commence à se figer, il se partage le plus souvent en allis^ moins fusible qui se solidifie à l'approche des surfaces contre lesquelles le refroidissement a lieu, et en un autre alliage plus fusible, en même temps que plus léger, qui tend à former, dans le centre de la pièce, un courant ascendant vers le haut du moule.

Cette séparation des métaux faisant partie d'un alliage en fusion est une cause de très grande difficulté dans la fabrication des bouches à feu en bronze, où le départ de l'étain se traduit par des taches blanches bien accusées qui, plus fusibles que le reste du métal, sont fondues et enlevées sous l'action de la chaleur produite par l'explosion de la poudre.

Un refroidissement énergique et actif est le seul moyen d'empêcher de pareils résultats, qui produisent la détérioration et hâtent la destruction des bouches à feu . Le départ est empêché, ou tout au moins entravé» si l'alliage peut se solidifier à peine versé dans le moule.

Refroidissement. — Un refroidissement trop lent est, dans tous les cas» un obstacle à l'homogénéité des alliages . Quand il ne produit pas la séparation des métaux, il amène un état de cristallisation très caractérisée» qui est souvent une cause d'altération fâcheuse dans la solidité du métal.

Crislallisalion. — La cristallisation dont nous parlons peut augmenter, en général, la dureté de l'alliage, mais elle diminue beaucoup sa ténacité. Sensible, surtout dans certains alliages susceptibles de conserver longtemps après la coulée une chaleur propre relativement élevée et, par là, d'être sujets à des affouillements et à des tassements déterminés par un refroidissement trop lent, cette cristallisation, avec tous les inconvénients qu'elle entraîne, peut être évitée à l'aide de jets et de masselottes d'une force suffisante pour charger le métal, autant que par l'emploi de moyens accessoires pour activer le refroidissement, tels que secousses imprimées aux moules après la coulée, arrosement de certaines parties des moules, etc.

Ce serait, du reste, une erreur de penser que, pour obtenir un refroidissement plus rapide, il conviendrait de couler peu chauds les alliages susceptibles de cristallisation prononcée ou de cristallisation irrégulière, de déformation ou de tassements intérieurs .

Tous les alliages, en général, gagnent à être coulés à la plus haute limite de température qu'on peut leur faire atteindre, sans risquer d'exagérer le déchet par l'oxydation ou par la volatilisation. Un alliage coulé bien chaud se refroidit dans des conditions meilleures qu'un alliage coulé pâteux et n'est pas sujet à des soufflures, à des piqûres, à des tassements très fréquents dans les métaux dont la liquéfaction demeure incomplète.

Liquation. — Les procédés de liqualion utilisés par l'industrie métallurgique, pour extraire certains métaux d'autres métaux de nature plus ou moins fusible, peuvent ne pas exiger un chaufiTage aussi régulier et aussi complet que celui des alliages destinés à être transformés instantanément par le moulage .

D'une part, il ne s'agit ici que d'extraire des métaux à l'état brut, pour ainsi dire, devant être fondus ou traités à nouveau avant d'arriver aux emplois industriels.

Température, — D'autre part, il suffit d'obtenir une température convenable pour dégager de l'alliage l'un des métaux combinés, qui fond en laissant l'autre métal isolé. Ainsi, pour séparer l'argent du cuivre, par exemple, on commence par fondre l'alliage d'argent et de cuivre avec une proportion de plomb telle que le plomb et le cuivre soient partie à partie dans le composé. Puis, on chauffant l'alliage à un certain degré, il se forme deux alliages, dont l'un, facilement fusible, contient 12 parties de plomb et une partie de cuivre ; et l'autre, plus réfractaire, renferme, au contraire, 12 parties de cuivre et 1 partie de plomb. Le premier entraîne les douze treizièmes de l'argent, que l'on peut retirer par la coupellation.

Alliages à divers degrés. — Les alliages peuvent se faire de toutes pièces ou s'obtenir par dosages, ainsi qu'il a été dit au début de ce chapitre. Les alliages binaires formant des composés d'un premier degré, peuvent servir eux-mêmes à préparer des composés d'autres degrés jouissant de nouvelles propriétés.

Si ces alliages sont combinés avec un seul nouveau métal, il en ré* suite ordinairement un nouvel alliage binaire, dans lequel l'atome composé du premier alliage joue le rôle d'un atome simple. Si la combinaison se produit entre deux alliages préexistants, il se forme un nouveau composé dont les propriétés peuvent être très différentes de celles des alliages qu'on obtiendrait en combinant successivement chaque métal.

Les alliages binaires ont une importance réelle, en ce sens qu'on utilise avec eux les qualités particulières des deux métaux composants dans les limites les plus étendues de ces qualités. Mais ces alliages, soit qu'ils manquent de cohésion, soit qu'ils n'obtiennent pas au plus haut degré certaines propriétés recherchées par l'industrie, doivent être modifiés par l'apport de nouveaux métaux, venant former, avec les deux métaux élémentaires de l'alliage, des espèces de croisements qui aident à constituer des combinaisons toutes différentes que celles qui seraient données par les métaux unis deux à deux, et, dans tous les cas, plus intimes et plus homogènes dans leur ensemble.

En général, il est avantageux de faire entrer dans les alliages un certain nombre d'éléments, fussent-ils en petites quantités, pour la plupart, et quand bien même quelques-uns de ces éléments seraient sans utilité appréciable ou sans action importante. Les effets d'affinité obtenus par des éléments nouveaux ont pour objet de favoriser les mélanges, en les rendant plus homogènes et plus denses, et s'opposent quelquefois très avantageusement aux tendances de départ qui peuvent se produire dans la masse.

C'est ainsi, par exemple, qu'un bronze, rigoureusement composé de cuivre et d'étain pour la statuaire, acquiert des qualités nouvelles et indispensables par l'adjonction du zinc et du plomb.

De même un alliage de cuivre et de zinc, admissible en principe par certains besoins industriels, devient bien plus favorable à ces besoins s'il emprunte à une dose quoique faible d'étain ou de plomb certains éléments qui l'améliorent et le complètent.

Plus un alliage doit être appelé à se composer d'éléments divers, plus il importe de procéder par dosages dans sa préparation.

En dehors des dispositions particulières de l'affinité, du rapprochement des points de fusion, de la similitude des densités, toutes considérations qui doivent guider le fondeur dans la marche à suivre pour l'ordre de fusion à donner aux métaux composant les alliages, il y a

lien de chercher» comme mesure utile, les moyens d'amener en dernier lieu, dans la fonte, les métaux qui prennent part en.moins grande qnan* tité à l'alliage.

Ces diverses observations se trouveront confirmées, du reste, quand, plus loin, nous exposerons le résumé de nos études sur les alliages de différents métaux et quand nous examinerons les principaux alliages utilisés actuellement dans l'industrie.

Fusion. — Dans la pratique ordinaire, les métaux à combiner sont mis en fusion à l'aide d'appareils et de procédés variables, suivant l'importance des alliages et suivant la nature des métaux que l'on doit traiter.

Les métaux facilement fusibles, tels que le plomb, l'étain, etc., sont fondus à la cuillère ou dans des marmites en fer ou en fonte.

Les métaux plus réfractaires sont traités dans des creusets, dont la qualité comme résistance au feu et comme solidité est d'autant plus recherchée qu'on doit fondre des métaux d'un point de fusion élevé ou d'une grande valeur.

Pour l'or, l'argent, le platine, par exemple, on se sert de creusets d'une qualité supérieure, non susceptibles d'éclater et de perdre dans le feu le métal qulls doivent recevoir. Pour le cuivre et ses alliages, tout en demandant aux creusets le plus de durée et de solidité possibles, on se préoccupe davantage de l'économie, parce qu'il s'agit d'un travail usuel de fréquente répétition, agissant sur des masses de métal.

Du moment même que ces masses deviennent importantes, soit comme grand nombre de pièces à couler, soit comme poids considérable de ces pièces, on renonce à la fonte au creuset pour pratiquer la fusion dans les fours à réverbère et, au besoin, dans les cubilots.

La mise en fusion des métaux et le mode de les mélanger au creuset, toutes simples que ces opérations puissent paraître au premier abord, exigent des soins sur lesquels nous ne saurions trop insister.

Les alliages de toutes pièces sont toujours très difficiles à pratiquer quand les métaux, comme le zinc et le plomb, le cuivre et le plomb, par exemple, ont une espèce ^'antipathie dans l'afQnité.

On n'obtient qu'avec peine de toutes pièces des composés bien intimes, bien homogènes, présentant, en un mot, le corps et le grain des alliages ayant déjà passé par une première Aision.

Pour arriver au mieux possible sans former les alliages par la méthode des dosages, il convient, en général, de chercher à se renfermer dans les principes suivants :

Charger au creuset et fondre d'abord le métal le moins fusible parmi ceux qui font partie du composé;

Faire chauffer ce métal, après sa fusion, jusqu'à ce qu'il atteigne

une température telle qu'il puisse supporter sans refroidissement ins«^ tantané et sensible Tintroduction des autres composants;

Charger ensuite les métaux qui font partie de l'alliage dans Tordre de leur infusibilité. Quelles que soient leurs doses et quand bien même elles entreraient dans l'alliage comme base principale, il est indispensable de fondre en premier lieu le métal le plus réfractaire. La liquidité de ce métal donne en effet la mesure de la température nécessaire pour consommer l'alliage. En chargeant d'abord un métal fusible, on s'exposerait à le voir s'oxyder, se volatiliser et briser le creuset, si l'on voulait lui faire attendre la température utile pour recevoir sans refroidlssement immédiat un métal moins fusible ; on augmenterait d'ailleurs le déchet et l'on modifierait ainsi sensiblement les proportions du composé ;

Faire rougir à la flamme du fourneau les métaux à introduire subsidiairement dans l'alliage, de manière à élever leur température, autant qu'on pourra, pour faciliter l'échange qui doit s'établir à la descente au creuset. Cette mesure est bonne surtout quand il s'agit d'un métal volatil, comme le zinc, qui, fondu trop brusquement, peut faire casser les creusets ;

Brasser après la fusion de chaque partie du composé; recouvrir le creuset et donner un coup de feu d'autant plus actif que le métal est plus dur à fondre ;

Recouvrir, dans les alliages chargés en zinc, la surface du bain d'une couche de poussier de charbon de bois. Cette précaution est inutile quand l'alliage ne reçoit pas de composant à fusion élevée, comme le fer oa le cuivre, ou quand la dose de zinc descendue dans le bain ne nécessite pas une continuation prolongée du chauffage et permet de procéder au même moment à la coulée. Dans les alliages chargés en étain, la couche de poussier ferait se scorifier une partie de ce métal ; il est préférable d'employer, pour recouvrir le bain, du sable réfractaire ou du grès en poudre ;

Brasser vigoureusement le bain au moment de le verser dans les moules et l'agiter pendant toute la durée de la coulée, s'il est possible. On doit brasser avec un morceau de bois blanc brûlant sans éclater, et éviter de se servir du fer qui tend à rendre les alliages secs et pailleux, et qui, d'ailleurs, peut modifier la nature des composés en s'ajoutant à l'alliage à doses faibles, il est vrai, mais néanmoins sensibles ;

Nettoyer avec soin le creuset après chaque coulée, autant pour conserver la composition rigoureuse des alliages que pour favoriser la fusion.

Telles sont les conditions principales pour obtenir les alliages de toutes pièces. Si ces alliages ainsi préparés ne donnent pas sans peine des résultats complets, ils offrent du moins, à l'emploi» une grande

économie, et ils portent avec eux l'avantage à considérer de conserver, aussi strictement que l'a permis la fusion, les proportions adoptées, en principe, comme bases fondamentales.

Au reste, en pratique, il est généralement reconnu qu'une quantité minime d'ancien alliage introduite dans l'alliage neuf ne suffit pas pour favoriser celui-ci et fournir à la composition tout le caractère d'Aomogénéité que lui donnerait une refonte.

Dans les alliages ternaires ou quaternaires formés de cuivre, zinc, étain et plomb, on ferait toujours bien, pour obtenir en résumé un mélange plus homogène, d'allier à l'avance les métaux les plus fusibles, tels que le zinc, l'étain, le plomb, puis de combiner ce premier alliage avec le cuivre dans les conditions les plus favorables, enfin d'employer ces alliages préalables à former la combinaison dernière, laquelle gagnerait ainsi plus de qualité qu'un alliage composé en principe de toutes pièces.

Toutefois, redisons-le, les alliages de toutes pièces, bien que beaucoup plus simples et plus économiques, ne suffisent pas dans tous les cas aux besoins de l'industrie et ne donnent pas les mêmes garanties d'usage et de produit qu'on trouve dans les alliages refondus. C'est ainsi que des jets de bronze et de laiton, provenant d'une première fusion, donnent à la seconde, quand les proportions ont été bonnes d'abord, une résistance plus grande, un grain meilleur, un métal plus sain et plus facile à travailler que le premier alliage n'aurait donné de toutes pièces .

Quand on coule des objets moulés, les alliages de toutes pièces — nous parlons toujours de ceux où le cuivre entre comme une des parties composantes — produisent un métal peut-être moins si\jet aux cassures et aux retirures que l'alliage vietujc; mais ils donnent une surface moins nette, un grain moins serré et moins facile & travailler. Ces alliages sont du reste moins coulants et atteignent moins bien les surfaces des moulages. Tous inconvénients à considérer en matière de bronzes de statuaire ou d'ornementation, mais qui sont de peu de gravité, s'il s'agit de pièces de machines ou d'usage industriel.

En général, plus un métal est fondu souvent, plus il perd de ses qualités primitives.

Ce qui arrive pour la fonte de fer qui, après avoir subi plusieurs fusions, perd de sa douceur, de son nerf, pour prendre de la dureté et passer à l'état cassant, se produit sinon à un degré pareil, du moins d'une façon sensiblement proportionnelle chez les autres métaux. Le cuivre fondu à plusieurs reprises prend un grain plus fin et devient moins tenace. Il en est de même de l'étain, du zinc et du plomb. Toutefois ces deux derniers métaux tendent à s'épurer par la deuxième fusion.

et y gagnent assez ordinairement de la qualité ; mais cette qualité dis* paraît si Ton persiste à les refondre.

Cette dépréciation à constater dans la nature des métaux fondus isolément est due aux combinaisons nouvelles qui se forment pendant la refonte, combinaisons entièrement subordonnées à la manière dont est conduite l'opération .

L'oxydation par le feu et par Tair, la présence du fer presque impossible à écarter pendant la fusion, sont les causes essentielles qui amènent la dépréciation que nous indiquons.

Ces causes, on le comprendra, s'exerceront avec plus d'action encore s'il s'agit d'alliages refondus qui abandonnent leurs proportions primitives sous l'influence différentielle des déchets. Et, si un alliage de toutes pièces, fondu une première fois, donne des résultats favorables à l'emploi, il perd évidemment s'il est exposé à subir plusieurs fusions. On parvient, il est vrai, à le maintenir dans les limites proportionnelles de sa composition, en rétablissant, autant par le tâtonnement que par l'expérience, les doses qui ont pu se modifier pendant les fontes précédentes ; mais, dans tous les cas, quelles que soient les précautions prises, on n'arrive que très difficilement à rétablir le titre primitif.

Fonte au creuset. — La fonderie de cuivre, notamment la fonderie parisienne, est arrivée à couler des pièces importantes à l'aide des fours à creusets. Elle obtient des combinaisons plus certaines et moins de déchets que par tous autres modes de fusion plus simples, plus rapides ou même plus économiques:

Les fours à creusets, par le peu de place qu'ils occupent et par le peu de frais qu'exige leur construction, sont à la portée du plus grand nombre des fondeurs. Nous n'indiquerons pas ici les principes à suivre pour opérer la fusion dans les creusets. On trouve ces détails dans la deuxième partie de ce livre, pages 188 et suivantes.

Le point important, avons-nous dit déjà, est de fondre en premier lieu les métaux les plus réfractaires, le cuivre par exemple, puis d'ajouter au bain les divers métaux composant l'alliage dans l'ordre de leur résistance à la fusion. Quand il s'agit de sortir le creuset du fourneau, on nettoie à l'aide du crémoir la surface du bain; puis, en se servant d'une tringle de fer, on brasse l'alliage en fusion avec d'autant plus de soin et de persistance, qu'il comporte des métaux plus difficiles à réunir. Enfin on enlève rapidement le creuset pour verser son contenu dans les moules, en évitant tout contact trop immédiat de l'air ou toute cause étrangère de refroidissement.

Pour les grosses pièces, les creusets au feu sont conduits de façon à fournir simultanément chacun leur contingent de métal liquide. Tous sont enlevés activement et dans le même temps des fourneaux pour

^tre versés dans nne poche ou dans un bassin commun, d*où le métal est dirigé vers le moule à couler.

Le moindre retard dans la coulée d^un ou de plusieurs creusets^ des irr^larités inévitables dans la ftasion» une température plus ou moins ég^e, la difficulté d'un brassage convenable quand les fontes de tous les creusets sont réunies, rendent ce mode de procéder assez scabreux. Il faut, pour qu'il réussisse, disposer d'un emplacement, bien entendu, permettant des manœuvres faciles et rapides; il faut en même temps avoir des ouvriers habiles et rompus à un pareil travail.

Fonte au réverbère. — Aussi un four à réverbère bien construit et bien conduit, même un cubilot, lorsque l'emploi de ce dernier appareil est bien dirigé, permettent-ils d'obtenir, sans plus de frais, une fusion plus active, plus facile et mieux appropriée à la coulée des grandes pièces.

Les fours à réverbère destinés à la fusion des alliages du cuivre sont peu différents de ceux qu'on emploie pour la fosion de la fonte de fer. Toutefois on recherche de préférence les fours dont le creuset se trouve placé près de l'autel.

Le métal déposé sur la soleda four à réverbère est mis en fusion avec des soins plus particuliers au chauffage que ceux qui peuvent être exigés pour la fonte de fer. Les feux doivent être moins vifii et moins répétés, ils doivent avoir une intensité plus régulière, surtout lorsque le métal désagrégé est entré en liquéfaction et approche du terme de sa fusion.

Quand le métal est en bain, et après avoir reconnu qu'il a atteint un degré de chaleur assez élevé pour qu'on puisse le couler, on ouvre la portière qui domine le creuset et l'on introduit avec promptitude les métaux plus fusibles qui doivent compléter l'alliage. On brasse toute la masse du bain à l'aide d'une cuiller en fer, en apportant à cette opération un soin d'autant plus grand, que du brassage bien conduit dépend le mélange intime des éléments qui constituent le composé.

Les alliages de cuivre et d'étain demandent, entre autres, i être soigneusement brassés. L'étain tend à remonter à la surface des pièces coulées lorsque le mélange n'a pas eu lieu Intimement sous l'influence d'une température un peu élevée. Quelques praticiens préfèrent mettre en ftision l'étain dans la poche qui doit servir à la coulée et verser sur ce métal fondu le cuivre sortant du four à réverbère, en ayant soin d'agiter le bain à mesure qu'il se forme.

Les alliages de cuivre et de zinc se mélangent plus facilement; toutefois il faut avoir soin de tenir baissé le registre de la cheminée du four & réverbère aux deux cinquièmes au moins, pendant qu'on introduit le zinc, et éviter de faire un feu trop ardent ; car, si l'on doit toi^ours avoir la précaution de maintenir le chaoffiige quand l'alliage est fledt, il

est bon de ne pas surchauffer si Ton veut empocher que le déchet soit plus fort qu'il ne convient. Aussi est-il d'un bonne entente, quand les métaux sont réunis, et qu'on ya fermer momentanément la porte de chargement pour continuer pendant quelques instants le chauffage» de recouvrir la surface du bain] d'une pellée de fraisil de charbon de bais ou de sable quartzeux.

Au moment de couler, on perce, à l'aide d'un ringard, roriflce qui communique au fond du creuset, et l'on reçoit le métal dans une poche où l'on fait bien de conserver quelques charbons allumés qui suma« gent et qni entretiennent la chaleur à la surface en la préservant du contact de l'air. La température des alliages du cuivre avec l'étain ou avec le zinc subit en peu d'instants un refix>idissement sensible ; et si l'on tient à obtenir des pièces coulées parfaitement saines, on ne saurait trop presser la jetée en moule, et trop se mettre hors de l'atteinte des courants d'air, en ayant soin de fermer toutes les issues qui pourraient en amener pendant la durée de la coulée.

Les fours à réverbère sont employés encore pour mettre en fhsion des scories et des lavures d'atelier, de grosses pièces qu'on ne peut casser ou diviser pour les refondre dans des creusets. Lorsqu'on doit procéder sur des alliages, il est nécessaire d'en déterminer d'abord le titre, puis d'y ajouter, pour les ramener au dosage voulu, les proportions des métaux qui manquent, zinc, étain, plomb, etc. L'introduction, dans le bain, de ces métaux complémentaires se fait suivant les données que nous venons d'exposer.

Fonte au cubilot, — On peut employer avec succès^ les cubilots à la refonte du cuivre et de ses alliages. Bien qu'un grand nombre de fondeurs hésitent encore devant l'emploi des cubilots, nous pouvons affirmer que cet emploi offre de grandes ressources dès qu'il s'agit de la mise en fusion des grosses pièces, et même de toutes les pièces ordinaires de mécanique en bronze ou en laiton.

Les conditions essentielles pour obtenir dans les cubilots un métal bien allié, d'une bonne température et donnant des pièces saines, peuvent se résumer de la manière suivante :

Employer du coke dense en fragments cassés, sous un volume relativement plus faible que ceux qui servent à la fusion de la fonte de fer ;

Se servir d'un cubilot peu élevé, d'une forme Intérieure cylindrique d'un diamètre égal au cinquième environ de la hauteur, à une seule tuyère ou à deux tuyères opposées, donnant le vent sous une faible pression. Chauffer avec soin la sole des fourneaux avant de charger le cnÎTre;

Faire les charges plus petites que celles qu'on fait ordinairement

pour la fusion de la fonte de fer, 100 à 125 kilogrammes par exemple, pour un cubilot du diamètre de O^^^SO et de la hauteur de 2^,50 ;

Surveiller la tuyère avec le plus grand soin, pour se mettre en état de couler dès que les dernières gouttes de la dernière charge arrivent dans le creuset ;

Verser le cuivre rouge sur Tétain mis en bain à l'avance dans la poche de coulée ;

Brasser avec soin et d'une manière continue pendant que le cuivre se répand dans la poche et que s'opère le mélange ;

Laisser la surface du bain, dans la poche, couverte de fraisil ou de charbons enflammés.

Dans les alliages où figure le zinc, on fait bien de faire fondre ce métal à part, de verser le cuivre d'abord, et d'introduire dans le bain de cuivre, recouvert d'une couche brasquée, le zinc fondu qu'on fait passer dans un trou ouvert au milieu de la brasque. Ce même orifice sert à l'introduction du ringard ou du morceau de bois que l'on emploie pour le brassage. En opérant sur ces bases, en usant de toutes les précautions nécessaires pour obtenir un mélange intime sans oxydation ou volatilisation des métaux les plus fusibles, en surveillant la fusion du cuivre, de façon à limiter le déchet^ en ajoutant au cuivre rouge chargé au cubilot quelques lingots de bronze ou de laiton, quelques pièces manquées ou quelques gros jets qui préparent le cuivre à l'alliage et lui donnent une liquidité qu'il n'atteindrait pas seul, on arrive à couler même des pièces minces d'une manière très satisfaisante, plus rapide que dans les fours à creuset et dans les fours à réverbère, en tout cas plus économique et plus simple.

Déchet. — Le déchet des alliages de cuivre et d'étain est moindre que celui des alliages de cuivre et de zinc, parce que ce dernier se volatilise rapidement dès qu'il est chauffé à son point de fusion.

Lorsqu'on fond au creuset des limailles ou des tournures de cuivre jaune, le déchet peut s'élever jusqu'à 25 ou 30 p. 0/0, et l'on arrive difficilement à obtenir un bain assez pur pour couler des pièces moulées. Il faut donc faire des lingots qui sont fondus de nouveau, et qui subissent encore un déchet de 3 à 5 p. 0/0. Au cubilot, les limailles chargées dans des bouts de tuyaux de vieux cuivre, ou enveloppées dans des boîtes grossières confectionnées avec de la mitraille pendante, ne donneat guère plus de déchet qu'au creuset, et le métal est plus chaud.

Pour les alliages coulés en lingot, il est bon d'employer des lingotières larges et peu profondes, afin d'éviter le départ. Dans les alliages bronzes surtout, si les lingots sont trop épais, l'étain a une grande tendance à remonter à la surface. Cet inconvénient n'a pas de gravité

sérieuse, s'il s'agit de lingots destinés à la fonderie ; il est excessivement important, si les lingots sont destinés au martelage ou au laminage.

Le déchet des alliages est tout à fait subordonné à la durée de la fusion et au temps pendant lequel ces métaux, une fois liquéfiés, sont soumis à la température des foyers où ils se trouvent placés. Toutefois, à soins pareils et à suiveillance égale, la proportion des déchets doit être moins grande dans les fours à creuset que dans les fours à réverbère ou dans les cubilots.

Dans les fours à creuset, le déchet est variable selon le plus ou moins d'habileté du fondeur ; il peut, sauf accidents ou exceptions, se limiter entres et 6 p. 0/0. Dans les cubilots, il peut varier entre 4 et 10; dans les fours à réverbère, entre 6 et 15 ou 20 p. 0/0. Avec les fours à réverbère, appareils très difficiles à bien diriger pour éviter les coups de feu et pour régler la température quand se produit la fusion, l'ouvrier le plus habile n'est pas toujours sûr de ses déchets; aussi n'estce pas le premier venu qu'on charge, dans les grandes usines à cuivre, de diriger la fonte au réverbère ; car il est trop facile à un ouvrier peu exercé de passer en un instant des limites du déchet admis pour un bon travail à une exagération sans bornes.

Proparlions des alliages. — Nous avons donné ailleurs un moyen pratique pour déterminer la proportion des composants d'un alliage. Ce moyen nous semble devoir trouver ici sa place utile, comme complément des explications que le présent chapitre vient de fournir.

Lorsqu'on connaît, par exemple, les éléments d'un alliage binaire, le calcul peut donner la quantité de chacun de ces éléments à l'aide du procédé suivant :

On prend deux à deux les trois difiérences entre la pesanteur spécifique de l'alliage et celle de chacune des deux substances combinées, puis on multiplie chaque pesanteur spécifique par la différence des deux autres et on établit ces deux proportions :

Le plus grand produit est au poids total du composé comme chacun des deux autres produits est au poids des deux substances composantes.

Pour éclaircir ceci, par exemple, cherchons quelle est la quantité de chacun des deux éléments entrant dans 130 kilogrammes d'un alliage de cuivre et d'étain dont la densité est reconnue de 8.761, et lorsqu'on sait que la pesanteur spécifique du cuivre est de 8.788 et celle de Tétain de 7.291.

Prenons successivement les trois dijQTérences entre les pesanteurs spécifiques et multiplions chacune de ces différences par la densité qui n*a point fait partie de la souRtraction.

S.TSS - 7.291 = 1.497 X 8.761 = 13.115217. 8.761 - 7.291 = 1.470 x 8.788 = 12.918860.

itablissons les proportions que nous avons indiquées :

Le composé est donc formé de 128.048 de cuivre et de 1.950 d*étain à 0.01 près. On pourrait, en opérant d'une manière semblable, trouver les proportions d'un alliage ternaire, quaternaire, etc.

Comme complément à cette méthode, qui ne peut qu'être utile à tous ceux qui s'occupent de fonderie, en dehors des méthodes de dosage par l'analyse, il est bon de rappeler les moyens pratiques usités pour déterminer la pesanteur spécifique d'un corps.

Si Ton représente par l'unité la pesanteur spécifique de l'eau, et si l'on pèse d'abord le corps dans l'air, puis en le tenant plongé dans l'eau, on arrive à trouver la densité au moyen de cette proportion :

La différence du poids dans l'eau est au poids dans l'air comme 1 ou la densité de l'eau est àop, la densité cherchée.

Mais il peut arriver que le corps soit plus léger que l'eau; on l'attache alors à un autre corps plus lourd, au moyen duquel on peut opérer le pesage dans l'eau; on retranche le poids des deux corps dans l'eau de leur poids dans l'air, puis le poids dans l'eau du corps s^outé, de son poids dans l'air ; puis enfin ce dernier reste du premier, ce qui donne un nouveau reste qui est au poids dans l'air du corps plus léger que l'eau, comme 1 ou la pesanteur de l'eau est à:r la densité cherchée.

Au moyen de ces procédés, les fondeurs peuvent arriver sommairement à déterminer les composants d'un alliage sans avoir recours à la voie des analyses, qui ne leur est pas toujours familière.

AMxl^tt^. -~ Toutefois il n'est peut*Atre pas inutile de relater la marche à suivre pour quelques analyses faciles touchant les alliages du cuivre, de l'étain, du zinc et du plomb, et pouvant intéresser les fondeurs-

Nous la résumons ici d'après les méthodes de Thénard {Traité de chimie, tome I).

Éiain êi pUmb, ~ Verser sur 10 grammes de l'alliage, en limaille ou tournure, 60 à 70 grammes d'acide nitrique pur. Exposer à une chaleur graduelle. Puis, quand on n'apercevra plus de parcelles métalliques, l'acide nitrique s'étint décomposé en formant du bioxyde d'étain blanc et insoluble et du nitrate ou azotate de plomb soluble, faire évaporer à siccité.

Étendre d'eau, passer au filtre et laver le résidu jusqu'à ce que l'eau de lavage ne rougisse plus le tournesol.

Faire sécher ensuite, calciner au rouge, peser et déduire du poids du bioxyde d'étain le poids du métal.

Réunir les eaux de lavage à la liqueur filtrée ; ajouter un excès de sulfate de potasse et de soude et obtenir un précipité qui, lavé, séché et pesé, donnera la dose de plomb.

Eiain et cuivre, — Procéder comme ci-dessus pour obtenir le dosage de rétain ; puis, pour avoir le cuivre, verser de la potasse caustique dans la liqueur dégorgée du plomb, s'il a été nécessaire, et obtenir le cuivre précipité à Tétat d'hydrate. Le précipité filtré, lavé, desséché, puis calciné au rouge, fournira de Toxyde de cuivre dont on pourra déduire le cuivre.

Zinc et cuivre. — Faire dissoudre 5 grammes d'alliage dans l'acide nitrique. Étendre d'eau. Faire passer un excès de gaz sulfhydrique pour précipiter le cuivre à l'état de bisulfure.

Recueillir le précipité, filtrer et laver avec eau chargée d'acide sulfhydrique, puis dégager le cuivre.

Réunir les eaux de lavage à la liqueur primitive. Enlever le gaz sulfhydrique par le chauffage. Ajouter du carbonate de soude qui séparera le zinc à l'état de carbonate, lequel, lavé, séché et calciné, donnera de l'oxyde de zinc dont on extraira le poids de ce métal.

Cuivre, zinc et plomb. — Faire dissoudre dans l'acide azotique. Chasser de la dissolution, autant que possible, l'excès d'acide. Etendre d'eau. Ajouter du sulfate de soude ou de potasse pour précipiter le plomb à l'état de sulfate. Puis, traiter la liqueur comme ci-dessus pour avoir le zinc et le cuivre.

Cuivre, zinc, plomb et étain. — Traiter à chaud par Tacide nitrique en excès. Évaporer à siccité. Verser de l'eau sur le résidu. On aura en dissolution le nitrate de plomb et le nitrate de cuivre ; puis, un dépôt de bioxyde d'étain. Celui-ci séché et lavé donnera l'étain. Versez alors dans la liqueur restant : Pdu sulfate de soude ou de potasse qui déterminera la formation du sulfate de plomb dont on extraira le plomb. Le cuivre et le zinc restant en dissolution dans l'acide nitrique seront retirés comme ci-dessus à l'aide d'un excès de gaz sulfhydrique, ou bien l'on pourra traiter par l'hydrate de potasse pour précipiter le cuivre à Tétat de bioxyde et le dégager du zinc.

La plupart des traités de chimie contiennent des indications sur les analyses des métaux. Nous reproduisons celles-ci parce qu'elles se présentent sous la forme la plus simple, par conséquent la plus pratique, à la portée de tous les directeurs de fonderie qui ont fait quelques études chimiques.

Alliages des métaux industriels.

Nous appelons métauxindustriels ceux qui, entrant dans la pratique -usuelle des ateliers, sont appelés à satisfaire des fabrications ayant plus ou moins d'importance, mais qui sont classés dans les attributions générales de la métallurgie et de la mécanique.

A ce point de vue, et pour expliquer notre pensée, le fer, le cuivre, le zinc, l'étain, le plomb sont des métaux absolument industriels. L'antimoine, le bismuth, le nickel et même Tarsenic et le mercure représentent dans notre classement les métaux industriels secondaires.

Nous ne parlerons pas de ceux que nous appelons les métaux riches, tels que For, l'argent, le platine et l'aluminium qui satisfont à certains besoins de l'art et de l'industrie, mais que nous laisserons à peu près de côté parce qu'ils ne se rattachent pas absolument aux procédés de fusion et de moulage dont nous nous occupons dans ce livre. Nos études sur les alliages entre métaux industriels sont consignées en extenso dans le Guide pratique dont nous avons parlé.

Nous en donnerons un résumé rapide, au point de vue des observations générales concernant chaque alliage.

Alliages étain-zinc, — Les alliages où la proportion en zinc est la plus forte sont cristallisés à la cassure, en larges facettes brillantes, à la manière du graphite. Une très petite partie d'étain ajoutée au zinc suffit pour caractériser cette cristallisation.

Dans les pièces coulées massives, alors que le zinc domine dans l'alliage, l'étain tend à se précipiter au fond du moule.

Ce départ est d'autant plus sensible qu'il entre peu d'étain dans la composition.

L'étain qui a passé dans le zinc et qui s'est précipité, sans se combiner, perd les qualités qui le distinguent, devient de couleur terne et bleuâtre comme le plomb et se montre aussi mou que ce métal. La couleur du zinc soit brut, soit limé, s'accuse plus brillante et plus vive, en raison directe de la quantité d'étain introduite dans l'alliage.

Les alliages à haute dose d'étain prennent du grain quand on augmente la proportion du zinc.

La densité des alliages étain-zinc est proportionnelle à la densité moyenne des deux métaux. Les alliages forcés en étain sont par conséquent, les plus lourds. Le déchet se fait sentir davantage dans les alliages forcés en zinc, ce qui s'explique par la volatilisation de ce métal.

L'alliage de 1 p. 0/0 d*étain donne au zinc une plus grande résistance, sans lui ôter de sa dureté.

I/alliage de 1 p. 0/0 de zinc rend Tétain moins âexible et suffit pour lui enlever le cri particulier qui le distingue.

L'alliage par parties égales de zinc et d'étain parait être le meilleur comme économie, dureté et résistance. La proportion 0,25 étain, 0,75 zinc donnant un composé moins âexible que Tétain, moins cassant que le zinc, est celle que nous conseillerions pour certains modèles de fonderie.

' Alliages éiain-plomb. — Les alliages étain-plomb se font bien. Le plomb joint à Tétain augmente sa malléabilité, sa ductilité, mais il diminue sa ténacité.

Dans un alliage de 90 étain-10 plomb, Tétain conserve son cri, peutêtre à un degré moins élevé qu'à l'état pur, mais assez pour induire en erreur le consommateur peu exercé. Le même alliage ne raie pas le papier, de sorte que dans de telles proportions on peut encore essayer de falsifier Tétain. Plus la dose de plomb diminue dans l'alliage, plus il devient difficile par un simple aperçu de l'évaluer exactement ; aussi arrive-t-il qu'on trouve dans le commerce peu d'étains qui ne contiennent du plomb.

Un alliage d'étain et de plomb au-dessous de 70 p. 0/0 de plomb commence à manquer de soudabilité. Les alliages à soudure se limitent, pour les soudures de gros travaux, à 30étain et 70 plomb; pour les soudures dures, à70étain et 30 plomb, de telle façon que dans ces alliages il n'y ait jamais moins de 30 p. 0/0 de celui des composants mis à la la plus faible.

Les alliages étain-plomb sont avantageux pour les compositions fusibles. La proportion, 60 étain^ 40 plomb, donne un composé fusible à TQoc environ. En augmentant la dose d'étain, ou augmente la fusibilité de l'alliage.

Alliages éiain-zinc'plomb. — La présence du plomb dans ces alliages leur donne un corps et une résistance que les alliages étain-zinc ne présentent qu'à un degré moindre. Les cassures sont plus caractérisées que celles des composés étain-zinc. L'alliage par parties égales des trois métaux, ou les combinaisons qui s'en rapprochent, sont malléables, quelque peu ductiles et d'un emploi relativement économique. L'alliage étain 12-zinc 76-plomb 12, dur et sec comme le zinc, quoique plus résistant, peut servir à établir utilement des maîtres modèles qu'on ne voudrait pas créer en laiton ou en bronze.

Ces divers alliages, à peu près sans éclat au poli, se ternissent facilement à l'air et au frottement. On ne doit pas songer à les utiliser

comme métaux blancs. Quelques-uns peuvent être appliqués à la fabrication des caractères, à la galvanisation, etc.

Le plomb à petites doses facilite les combinaisons entre le zinc et rétain. Il durcit plutôt les alliages qu'il ne les attendrit. Avec le cuivre, son rôle est le même, dans les divers alliages de ce métal qui l'unissent au zinc et à l'étain. Toutefois il ne doit exister dans ces composés qu'à doses infiniment faibles et uniquement, pourrait-on dire» à titre d*a(]yuvaut pour aider le mélange.

Alliages zinc-plomb. — Ces alliages demandent à être brassés vigoureusement pendant la fusion et même pendant la coulée, s'il est possible."jLe plomb ne doit y être introduit que par petites parties à la fois ë^ plusieurs reprises. Sinon, il se produit un départ plus ou moins accusé, en raison de la quantité de ce métal apportée dans l'alliage. Les alliages zinc-plomb sont difficiles à réaliser non seulement de toutes pièces, mais par combinaisons graduées. C'est une question de densité et de fusibilité entre les deux métaux qui semblent se repousser.

Si le départ du plomb peut être attribué au poids spécifique considérable de ce métal, on doit penser que la séparation du zinc se produit également, bien qu'à un degré moindre, dans ses alliages avec l'étain. Cependant les deux métaux diffèrent peu de densité. D'un autre côté, les alliages du zinc se font parfaitement avec le cuivre, dont le poids spécifique lui est très supérieur. Ces phénomènes pourraient donc être attribués à la différence entre les points de fusion, autant et plus qu'à celle entre les densités.

Une très faible proportion de plomb suffit pour modifier la nature du zinc. La cassure du zinc où il a passé du plomb prend une couleur moins brillante que celle du zinc pur. Elle cristallise en facettes plus petites et dans tous les sens, au lieu de présenter des lamelles verticales comme la cassure du zinc pur.

Les alliages à 50 p. 0/0 de plomb et 50 p. 0/0 de zinc indiquent, malgré toutes les précautions prises pour faciliter la combinaison, une séparation profonde entre les deux métaux. Le zinc se montre saturé de plomb, le plomb est durci par le passage du zinc ; mais tous deux sont absolument disposés à s'isoler dans les barreaux d'essai coulés debout où le plomb va au fond. Les alliages des mêmes métaux à hautes doses, de part et d'autre, nous paraissent sans utilité pratique. Dans les pièces minces, à contours variés, le métal dominant se montre partout et celui qui est en faible dose se montre çà et là, par taches disséminées.

J'ai chez moi une cuvette coulée en plomb, avec de vieux débris qui contenaient des parties de zinc et d'étain. Cette cuvette, décapée et

polie» fait apparaître des traces de ces deux métaux, non combinés dans le plomb et formant sur le fond gris terne de celui-ci une espèce de mosaïque à reflets brillants.

En résumé, dans les alliages à petite dose, soit de zinc, soit de plomb, c'est-à-dire, par exemple, 1 partie de plomb et 90 de zinc, ou 1 partie de zinc et 99 de plomb, le métal dominant s'améliore. Si c'est le zinc, il devient plus moelleux, moins cassant, plus gras sous la lime. Si c'est le plomb, il prend de la dureté et de la ténacité ; il se montre moins iSexible et moins mou.

Dans les alliages ternaires dont nous venons de parler, étain-zincplomb, comme dans les alliages binaires zinc-plomb, le plomb, à faibles doses, peut bonifier et assurer la composition. En plus grande quantité, il ne s'allie pas ou s'allie mal et sa présence ne peut être que nuisible.

Alliages cuivre'^éiain. — Dans les alliages à base principale de cuivre, jusqu'à la combinaison 85 cuivre. 15 étain environ, les métaux obtenus sont nerveux, tenaces, un peu malléables, susceptibles d'un beau poli et d'un emploi à rechercher dans l'industrie. A partir de la dose 15 p. 0/0 d'étain, les alliages apparaissent plus durs, plus secs, plus cassants et moins faciles à limer Jusqu'aux environs de la proportion 25 p. 0/0. Puis l'alliage 05 cuivre-35 étain se montre très fragile, avec une cassure comme celle de la fonte blanche ; il est impossible de l'attaquer par la lime. Cette fragilité et cette dureté se continuent Jusqu'aux proportions 50-50.

A partir de là, le travail à la lime devient plus facile et les alliages qui suivent, en proportion plus forte d'étain, retrouvent cette propriété qu'ils avaient abandonnée, entre les combinaisons 80 cuivre-20 étain et 50 cuivre-60 étain. Les combinaisons où le cuivre diminue, comme élément de l'alliage, de lOcuivre^OO étain à lcuivre-99 étain, reprennent même de la ténacité, deviennent plus molles, moins friables et peuvent être d'un usage utile, soit comme métaux à frottement, soit comme métaux blancs.

Les alliages les plus défectueux ne sont donc pas ceux où l'étain entre en plus grande proportion, comme on le croit généralement et comme J'ai pu le penser et le dire dans mes premières éditions.

Les combinés les moins utiles parce qu'ils sont en réalité les plus cassants et les plus durs sont ceux, suivant mes expériences, qui se limitent entre les proportions 85 cuivre-15 étain et 20 cuivre-80 étain. Il faut en excepter cependant les alliages pour cloches, cymbales et tams-tams, qui atteignent leur maximum de sonorité entre 79 cuivre-21 étain et 75 cuivre-25 étain. Ces alliages sont durs et difficilement attaquables par la lime. Sons ce rapport, les résultats de nos expériences concordent bien avec ceux de la pratique reconnue.

Parmi les alliages que nous considérons comme les moins propres aux fabrications industrielles , on trouve la composition 65 cuivre-35 étain, employée pour les miroirs de télescope. La couleur nettement blanche du métal obtenu le rend propre à cet emploi tout spécial.

La composition cuivre 99-étain 1, à quelque nuance près, dite bronze des médailles, est la limite de la malléabilité à froid des alliages cuivre-étain. Vers les proportions 95 cuivre-5 étain, cette propriété disparaît pour se continuer à la chaleur rouge-cerise, jusqu'à la proportion 85 cuivre-15 étain. Les combinaisons entre 90 cuivre-10 étain et 80 cuivre-20 étain donnent les limites des bronzes pour les machines.

Comme bronzes rouges, on choisit la première ; comme bronzes ordinaires d'une belle couleur jaune orange, nerveux, tenaces et très bons pour les frottements, sans dureté extrême, on admet les proportions 88 cuivre-12 étain ; enfin, comme terme convenable de dureté et de résistance au frottement, on adopte 85 cuivre-15 étain.

Les alliages à faible dose d'étain se font difficilement de toutes pièces. Le mélange a lieu incomplètement et Tétain, quelque précaution qu'on prenne, tend à se séparer du cuivre et à remonter à la surface extrême des pièces coulées. Il faut tenir à chauflFer le bain, à introduire, au dernier moment, l'étain parpartiesetàbrasser soigneusement, enfin à couler aussi vite que possible l'alliage bien chaud. Un peu de fer ajouté à ces alliages, ne fût-ce que par le brassage, ne peut nuire à leur qualité.

On peut remarquer que du bronze fondu dans un cubilot ayant servi antérieurement à la fusion de la fonte de fer ne peut que gagner au point de vue de la qualité comme homogénéité, dureté et résistance. Le cuivre rouge, coulé dans un cubilot neuf, prendra plus de déchet et pénétrera dans la sole, bien plus que dans un fourneau dont les parois auront été durcies et vitrifiées par de précédentes fusions.

Ce n'est pas, du reste, au cuivre et aux bronzes seuls que les fourneaux neufs ne sont pas favorables pendant les premières opérations. Les fondeurs n'ignorent pas que la fonte de fer a des chances de blanchir et de durcir à la première coulée dans un cubilot n'ayant pas encore servi.

Les alliages cuivre-étain composés à fortes parties d'étain sont fort sujets à l'oxydation et à la scorification. En général, l'oxydation de l'étain devient moins sensible alors que le composé commence à se former de deux parties de cuivre pour une partie d'étain.

Le moindre des inconvénients, quand on emploie en fonderie les alliages cuivre-étain, n'est pas de redouter la séparation de l'étain et sa tendance à gagner la surface du bain ; on doit craindre en coulant les moules de voir le métal pénétrer à travers les parois de ces moules

et s'unir au sable qui les compose. C'est non seulement un danger pour la réussite des pièces coulées, un déchet sensible dans le produit, mais encore une altération notable dans la qualité de l'alliage. La facilité avec laquelle l'étain se sépare de l'alliage en entraînant une portion à peine appréciable de cuivre, et s'infiltre dans les couches de sable qui forment les moules, ne peut être combattue que par un mélange uniforme des deux métaux, un brassage complet, une température moyenne à la coulée et des sables pour le moulage employés à un degré d'humidité convenable. Les sables trop secs comme ceux qui ont été trop mouillés ont une tendance égale à s'abreuver et à absorber l'étain qui s'échappe de l'alliage. Il va sans dire que ces départs de l'étain sont plus redoutables dans la coulée des grosses pièces où le refroidissement est toujours plus long et où l'alliage demeure par conséquent beaucoup plus longtemps liquide.

Du sable abreuvé retiré par nous des parois d'un gros coussinet, coulé en alliage cuivre 88-étain 12, nous a donné pour densité 4.456, celle de l'alliage étant 7.538, et celle du sable non abreuvé 1.225; on peutjuger par làdu fait que nous signalons, et qui, sans rentrer directement dans le compte rendu de nos expériences^ ne nous a pas paru inutile à citer.

AlUages cuivre'zinc, — La série des alliages cuivre-zinc, comme celle des alliages cuivre-étain, présente tout d'abord les mêmes dispositions générales dans la nature des composés, suivant que ces composés empruntent leur base principale à l'un des métaux composants.

La malléabilité, la ductilité, la douceur, la ânesse du grain, semblent croître en même temps que la proportion du cuivre augmente, disparaître quand les proportions des deux métaux tendent à s'égaliser, puis revenir à un degré moins prononcé, mais sensible, quand la base essentielle est fournie par le zinc.

Depuis l'alliage, cuivre 99-zinc 1, jusqu'à celui de ces deux métaux en quantités égaies, les alliages cuivre-zinc sont tous d'un usage industriel bien constaté. A faibles doses de zinc, comme dans tous les alliages qui ne dépassent pas 80 cuivre et 20 zinc, les composés sont nerveux, tenaces, très malléables, très ductiles, et leur défaut le plus essentiel est de n'être pas économiques. C'est évidemment la seule raison pour laquelle on les emploie peu, les constructeurs préférant d'ailleurs les alliages cuivre-étain composés au même degré, bien que ces alliages soient plus coûteux, parce qu'ils ont l'avantage d'être plus durs, plus résistants, meilleurs au frottement, plus sonores, qualités qui se trouvent à des degrés bien moindres dans les alliages cuivrezinc.

Les composés qui prennent leur place entre les proportions C.80-Z.20

et C.65-Z.35, sont ceux que les besoins de l'industrie empruntent le plus souvent.

Les cuivres dits laitons, ou alliages cuivre-zinc, employés pour la construction des machines, sont le plus souvent composés aux proportions 75 cuivre-2o zinc. L'économie à obtenir indique s*il est nécessaire de tenir les proportions du zinc au-dessus ou au-dessous de cette limite.

L'alliage par parties égales G.60-Z.60, où déjà la combinaison est difficile parce qu'il s'y perd une grande quantité de zinc, nous a donné en apparence, c'est-à-dire à l'examen de la texture et du poli après la lime, les caractères d'un bronze à partie d'étain. Un fondeur peu consciencieux, ayant affaire à un consommateur qui ne serait pas au courant des alliages, pourrait lui donner ce composé comme du bronze ; mais, si à l'examen des qualités extérieures cet alliage Joue le bronze, il est facile de reconnaître qu'il manque de dureté, de cohésion et même de couleur, car son poli, un instant éclatant, est bientôt terni. Un peu de plomb lui donne plus de corps et peut le rendre extrêmement utile, comme combinaison économique, pour des objets fondus qui ne devraient faire aucun travail et qui n'auraient pas à supporter la ciselure.

Les composés C.40-Z.60, C.30-Z.70, C.20-Z.80, se tiennent aux limites des nuances les moins avantageuses dans la série des alliages cuivrezinc. Ces alliages sont les plus cassants, les plus secs, et les plus durs sous la lime et sous le marteau.

Si l'alliage cuivre 20-zinc 80 commence à prendre de la solidité, il demeure cassant, d'aspect terne, et nous ne le croyons pas appelé à être plus utile que les trois numéros qui précèdent.

Les alliages G.5-Z.05 etc. 1-Z.99 ramènent quelques propriétés qui rappellent celles du zinc ; ils ont l'avantage d'être plus durs et plus nerveux que ce métal, et c'est une raison pour qu'on les emploie quelquefois.

Les alliages cuivre-zinc, de toutes pièces, deviennent d'autant plus difficilement praticables qu'ils contiennent plus de zinc. A partir des proportions C.75-Z.25, il se volatilise, si l'on ne prend de grandes précautions, une quantité considérable de zinc. Si l'on a soin cependant de tenir le cuivre en bain à une température peu élevée, de plonger le zinc par parties séparées et non d'une seule charge, en s'attachant à le faire chauffer d'abord au degré le plus rapproché du point de fusion, si l'on tient le creuset presque fermé, en modérant le feu Jusqu'au moment de la coulée, si l'opération est vivement conduite et promptement terminée, on évite la plus forte déperdition du zinc et on arrive à produire l'alliage dans les conditions du dosage.

Quoi qu'il en soit, les alliages de cuivre et de zinc, une fois qu'ils ont dépassé les limites 50 sur 50, ne nous paraissent pas devoir être

sujets à des études plus approfondies que celles indiquées plus haut.

Avec \|addition d'un autre métal, du plomb par exemple, nous aurions pensé pouvoir atteindre des résultats meilleurs ; mais de nouveaux essais avec le plomb, en petite quantité, il est vrai, nous ont donné des échantillons approximativement les mêmes que ceux obtenus par les alliages cuivre-zinc.

Les usines qui fabriquent du laiton en planches et en âls n'ont pas manqué d'essayer les alliages cuivre-zinc à leurs diverses proportions ; elles ont trouvé des résultats peu en rapport avec leurs besoins» en tenant le cuivre au-dessus des proportions C.65-Z.3d. Leurs essais au delà de cette combinaison coïncident avec les nôtres.

Nous en citerons quelques-uns à titre de documents comparatifs :

CtÛTre . Zinc.

30 70 Alliag'e sec. Cassure grise et lamelleuse à la manière du zinc .

35 65 Sec et plus firagile que le verre. — Cassure conchoïde et brillante comme l'argent.

40 60 Même sécheresse, fragilité et éclat avec légère nuance jaune.

45 55 Cassant; d'une couleur gris rougeâtre ou violâtre à la cassure.

50 50 Peu tenace, s'arrachant par filaments d'un beau jaune d'or. — Très dur à la lime qui fait disparaître cette belle couleur.

55 45 Plus tenace et plus résistant que le précédent ; les stries de la cassure deviennent un peu plates avec lamelles, les unes jaunes et les autres rougeàtres.

60 40 Résistant. Il a fallu commencer à l'ouvrir avec la tranche pour le rompre. Les lamelles de la cassure sont plates et d'un gris jaune.

Ces alliages viennent confirmer ce que nous avons dit en principe, que les combinaisons les plus utiles sont celles qui se trouvent placées entre les proportions C.80-Z.20 et C.65-Z.35. Nous avons à noter pourtant qu'entre la première de ces proportions et celle C.90-Z.10 se classent les composés connus dans le commerce sous les noms de similwr, pinsbeck, métal duprince Robert, etc. Les principaux de ces composés sont :

Cuivre. Zinc.

80 20 A cassure luisante et d'un beau jaune.

84 16 D'un jaune plus beau que le précédent.

86 14 Plus jaune et plus brillant.

88 12 De couleur d'or et de grain plus fin .

Avec moins de zinc, les alliages s'améliorent, mais alors on les emploie de préférence en y ajoutant de l'arsenic pour en faire des cuivres blancs» de l'étain pour en faire du cbrysocale, de l'étain et du plomb pour en faire des bronzes siatuaires et des bronzes de dorure.

AUiages cuivre-plomb. — Les alliages de cuivre et de plomb se produisent difflcilcment dans les limites extrêmes. Ils sont cependant plus favorables quand le cuivre rouge domine. Lorsque l'alliage est^orcéen plomb, celui-ci refroidit le cuivre dans le creuset ou bien s'oxyde en grande partie si Ton augmente la température pour obtenir un mélange plus complet. Le cuivre tend d'ailleurs, lorsque cet alliage est coulé très chaud, à remonter à la surface du culot. Il résulte de là que les alliages cuivre-plomb sont en général peu faciles à obtenir de tontes pièces et à une première fusion.

Les alliages C.75-P.25 et C.50-P.50, qui peuvent être obtenus plus homogènes que les autres, ne donnent pas encore une combinaison complète. Refondus, leur mélange est plus intime, leur couleur plus égale, leur cassure plus nette et moins facile à produire, leur résistance plus grande.

Une petite partie de plomb dans le cuivre rouge, comme dans les alliages cuivre-zinc et cuivre-étain, rend ces métaux ductiles et plus propres au laminoir.

La proportion 53 cuivre-50 plomb peut donner un alliage économique, fondant à une température peu élevée, si on la compare à celle qu'exige le cuivre, et convenant au service du laminage, comme à un grand nombre d'usages industriels où l'excès de dureté n'est pas indispensable.

Pour obtenir aussi convenablement que possible les alliages cuivreplomb de toutes pièces, il est bon de chauffer le cuivre à un haut degré de température, en évitant toutefois l'oxydation, puis de verser dans le bain le plomb fondu à l'avance, de donner ensuite un coup de feu pendant le temps qu'on met à brasser l'alliage dans le fourneau et de brasser enfin au moment où le creuset transporté auprès du moule est prêt à être versé.

En général, il serait bon, pour les alliages en grand où l'on voudrait introduire du plomb, de préparer d'abord l'alliage à doses égales de cuivre et de plomb, conditions qui paraissent les plus favorables au mélange, puis d'employer cet alliage à être refondu soit avec du cuivre, soit avec du plomb, suivant les proportions qu'on désirerait obtenir.

Alliages cuivre-éiain-zinc. — Comme dans les alliages des deux séries qui précèdent, les combinaisons cuivre-étain-zinc donnent des produits d'autant plus nerveux, malléables, colorés, faciles à limer et à tourner que le cuivre s'y trouve en plus grande quantité.

Les alliages passent au blanc, deviennent secs, durs, cassants, quand la proportion du cuivre s'abaisse au-dessous des deux tiers de la totalité du mélange. Les composés où le cuivre entre pour la moitié sont déjà extrêmement durs et cassants. Chose remarquable, l'alliage

50 sur 50 cuivre-étain est sec et fragile, tout en se laissant limer avec peine; l'alliage 50 sur 50 cuivre-zinc conserve de la couleur, peut être limé et, quoique fragile, présente encore quelque résistance ; mais l'alliage 50 cuivre, 25 étain, 25 zinc où la proportion du cuivre forme également la moitié du composé, est sensiblement plus mauvais que les deux premiers. Cet alliage, d'une fragilité excessive, s'écrase sous la moindre pression et n'a conservé aucune des qualités particulières aux métaux qui le composent.

L'alliage 50 sur 50 cuivre-plomb est celui, des divers alliages que nous avons examinés et où le cuivre entre pour la moitié du composé, qui nous paraît offrir la combinaison à moitié cuivre la plus favorable, et cela en dépit des difficultés que le plomb éprouve à s'allier avec le cuivre comme avec le zinc.

Si Ton néglige les alliages cuivre-plomb jusqu'à présent sans emploi dans la pratique, et qui nous paraîtraient, surtout, devoir rendre des services pour le laminage, les alliages cuivre-zinc sont ceux qui nous semblent les plus avantageux, en ce sens qu'ils permettent au cuivre de rester dans le composé en moins grande proportion, sans perdre notablement ses qualités premières.

Les alliages cuivre-zinc supportent 35 à 40 p. 0/0 de zinc sans que le composé perde complètement sa ténacité, sa couleur et sa douceur à la lime ; les alliages cuivre-étain à la pareille dose d'étain sont blancs, très cassants, et l'on ne peut pas dire qu'ils se liment ou qu'ils se burinent.

Si l'étain et le zinc à parties égales sont introduits pour un tiers dans l'alliage, celui-ci prend plus de résistance, devient plus ferme, est buriné facilement, quoique avec éclats sous le ciseau, et donne la limite extrême, des bronzes ternaires de bon usage. Ces résultats meilleurs, dans les mêmes limites proportionnelles, que ceux donnés par les alliages cuivre-zinc et cuivre-étain, paraîtraient en contradiction avec les faits observés quand les combinaisons, au lieu d'être faites à deux tiers de cuivre, ne sont plus qu'à moitié, si l'on n'y voyait encore une preuve des transformations bizarres que subissent les métaux sous l'influence des alliages.

Les séries les plus utiles dans les alliages ternaires cuivre-étain-zinc sont donc celles qui s'étendent entre les compositions où le cuivre ne s'abaisse pas au-dessous des deux tiers du composé. C'est là que se classent les alliages les plus favorables pour la coulée des statues.

On sait que les bronzes statuaires exigent des qualités toutes spéciales. Il faut surtout qu'ils aient la fluidité nécessaire pour bien remplir les moules, et qu'ils soient en même temps très propres au travail de la lime et du burin pour la ciselure. Les combinaisons qui nous paraissent devoir réunir ces qualités, tout en donnant des nuan* ces différentes, suivant les besoins de l'art, pourraient se classeraînsi :

CxUtt*.

Zmc.

BtMB.

poli jaune rouge.

— jaune rouge.

— jaune orange.

— jaune orange.

— plus clair.

— jaune clair.

— jaune clair.

Le n^ 1 est la limite du bronze de couleur Jaune rouge; le n* 19, celle du bronze Jaune clair.

Les n^ 4, 5, 6 et 7 sont évidemment plus durs, plus secs à travailler que les n^ 1, 2 et 3, mais ils ont l'avantage d'être plus économiques, d'abord parce qu'ils contiennent plus de zinc; puis, 'parce que leur densité est sensiblement moins grande.

Comme question d'art et de durée, il est hors de doute que les trois premiers doivent être préférés. Ce sont ceux,du reste, qui se prêtent le mieux à l'application de la patine.

Quelques-uns de ces alliages, bons pour la statuaire, offrent aussi d'excellentes qualités à l'application dans les machines et au fh>ttement. Les alliages C. 80 — E. 15 — Z. 5 = C. 90 — E. 8 — Z. 2 = 0. 92 — E. 2 — Z.6 sont ceux qui pourraient être principalement appliqués.

Une combinaison qui, par la dose de cuivre qu'elle comporte, rentre dans les proportions cuivre-étain et cuivre-zinc, cuivre 5 à 10 et 90 à 95, étaln ou zinc, parait devoir également donner de très bons résultats. Cette combinaison, dite de Feutan, se compose de cuivre 5, 50, étain 14, 50, zinc 80; sa dureté, sa couleur et sa ténacité sont celles que nous avons remarquées à l'alliage cuivre 5, zinc 95.

Un autre alliage ternaire qui résiste bien aux frottements ordinaires, n'est pas susceptible de s'échauffer et diminue beaucoup la consommation des matières à graisser, est composé de cuivre 57-étain 28-zinc 15. Cet alliage, d'une couleur blanche légèrement jaunâtre, est très dur, nullement malléable et se lime assez bien. Il a, comme le précédent, le privilège de coûter beaucoup moins cher que les bronzes cuivre-étain, et c'est là surtout ce qui doit le recommander à la préférence des consommateurs.

En général, les séries des alliages que nous avons essayés donnent presque toutes des métaux blancs bons pour les frottements et très convenables comme économie. Mais il reste à savoir si ces alliages peuvent satisfaire aux conditions de résistance à la traction, à la torsion ou à la pression, comme les bronzes à base essentielle de cuivre. C'est <5e dont nous devons douter, et ce qu'un emploi plus approfondi ferait reconnaître assurément. Il paraît plus certain que comme effet, comme

beauté et comme assurance du bon entretien dans les machines, les bronzes sont bien préférables.

Alliages Cttitjr«-rftoin-;2rtnc-piam6 — Les proportions C. 78 — E. 2 — Z. 18— P. 2 et C. 75 — Z. 20 — E. 2.50 — P. 2.50 diffèrent peu. Ces dernières prendraient mieux la dorure que les premières et se prêteraient plus facilement à la ciselure. Cependant le premier alliage est dur, résistant, nerveux, et, par conséquent, meilleur pour le travail au firottement que le second.

L'alliage C. 70 — B. 10 — Z. 10 — P. 10, sans avoir les qualités de résistance, de malléabilité, de douceur des précédents, peut donner un bon bronze économique pour quelques pièces de machines^ Il ne serait pas convenable pour la statuaire.

Les composés C. 25 — E. 25 — Z. 25 — P. 25, et C. 22 — E. 26 — Z. 26 — P. 26 présentent cette singularité d'être à la fois très fragiles et très mous ; ils rentrent dans les alliages blancs, non sonores, à peu près inutiles dans Tindustrie.

Les alliages C. 74 — E. 1 — Z. 10 — P. 15, et C. 74 — E. 10— Z. 1 — P. 15, peuvent avoir au contraire une application plus utile. Le premier, plus rouge que le second, est aussi plus gras et plus malléable. II nous a paru un peu moins résistant au poinçon, ce qui pourrait être attribué à la volatilisation de quelques parties de zinc.

L'alliage C. 74 — E. 10 — Z. 1 — P. 15 vaut en apparence le bronze ordinaire des machines (88 cuivre, 12 étain), et grâce au plomb il a l'avantage d'être un peu plus tenace, moins cassant et plus écono* mique. L'essai en grand paraît confirmer ces avantages. On comprendra qu'il nous serait peu facile de multiplier les exemples de ces alliages quaternaires. Il est tant de combinaisons possibles entre les quatre métaux, que nous avons dû nous borner à constater seulement un certain nombre de résultats. Les essais intermédiaires opérés d'ailleurs entre les alliages que nous indiquons amènent ce fait, déjà reconnu aux alliages étain-zinc-plomb, que le plomb bonifie sensiblement la nature des alliages dans lesquels il est introduit.

C'est ainsi que les alliages cuivre-zinc et cuivre-étain, lorsqu'ils parviennent à l'état cassant, sec, friable, peuvent être modifiés et prendre du corps par la présence du plomb. Les mêmes alliages forcés en cuivre et indiqués comme malléables^ tenaces et ductiles, empruntent au plomb les moyens de soutenir ces qualités au travail du laminoir et de la filière. C'est pourquoi une faible portion de 0,50 p. 0/0 de plomb a donné la mesure des meilleurs alliages pour le martelage, les planches et les fils fins, alliages qui se composent, comme on sait, de cuivre 67, zinc 32, plomb 0,50, étain 0,50.

Dans les alliages quaternaires, le plomb se combine mieux que dans

ses composés binaires avec le cuivre, ou même dans ses composés ternaires avec le cuivre et Tétain ou le zinc. C'est là encore un fait très remarquable à constater. La présence du plomb ne parait, du reste, modifier, d'aucune façon essentielle, la nature extérieure des alliages cuivre-étain-zinc, et si elle ne leur donne pas toujours d'importantes qualités à l'emploi, elle leur laisse au moins un bon aspect, et est dans tous les cas parfaitement économique.

Ces dernières observations s'attachent surtout aux combinaisons qui devraient être offertes aux besoins des constructions industrielles. Il est certain que pour les bronzes statuaires dont nous avons parlé, une addition de plomb ne fait qu'améliorer la nature des produits.

Les Romains composaient les bronzes de leurs statues de 99 cuivre, 6 étain, 6 plomb.

Les frères Keller, qui surent s'acquérir un grand renom dans Fart de couler les bronzes, faisaient leurs alliages avec 91,40 cuivre, 5,53 zinc, 1,70 étain, 1,47 plomb.

La fonte de la colonne Vendôme était 89,16 cuivre, 10,24 étain, 0,498 zinc, 0,102 plomb.

Enfin M. Darcet, qui a fait de nombreux essais, recommande, comme les plus propres au travail des doreurs, et comme se prêtant le mieux au burin des ciseleurs et des tourneurs, les deux bronzes suivants :

Cuivre 82, zinc 18, étain 3, plomb 1,50 - 82, — 18, — 1, — 3

Tous résultats qui prouvaient, avant que nous l'eussions dit, que les alliages quaternaires cuivre-étain-zinc-plomb donnaient les meilleurs bronzes pour les fondeurs d'objets d'art. Ce que l'examen des compositions :

Cuivre 78, étain 2 , zinc 20, plomb 2

sans préjudice de celles que nous ne citons pas, ne pourra que confirmer. Nous ^goûterons seulement que, dans ces composés, une dose de plus de 3 p. 0/0 de plomb enlève de la fluidité à l'alliage, l'empêche d'atteindre des angles vifs dans les moules et paraît s'opposer à l'application d'une bonne patine ou à la conservation de la dorure.

Alliages du fer avec le cuivre, le zinc, Fétain et le plomb.

Ce que nous dirons ici aura plutôt pour but d'indiquer quelle peut être riufluence de certains métaux sur la fonte de fer proprement dite, que de nous occuper des alliages du fer, qui jusqu'à présent ne sont pas beaucoup entrés dans l'économie industrielle.

Le fer peut s'allier, en principe, au plus grand nombre des métaux. Mais ses alliages, de réalisation toujours difficile et, dans tous les cas, possibles seulement, pour la plupart, avec l'emploi de ce métal à petites doses, n'ont que des applications très restreintes dans les travaux ordinaires de l'industrie.

Introduit par faibles quantités dans certains métaux ou dans certains alliages, il est évident que le fer peut communiquer à ces métaux ou à ces alliages des qualités nouvelles et importantes.

Toutefois, en dehors de ses alliages avec les métaux désignés et dont nous relaterons seulement les principales données connues, le fer a été essayé récemment en le combinant avec certains métaux qui sont en ce moment l'objectif des études de la science moderne, par exemple, le tungstène, le manganèse, le phosphore, etc.

Alliages fer-cuivre. — Le fer et le cuivre donnent des alliages difficiles, au moins de toutes pièces. Le cuivre reste à l'état pulvérulent dans son mélange au fer, s'il ne se précipite au fond du bain ou des moules, et ne fournit que des combinaisons généralement incomplètes.

Avec des précautions et en opérant par petites doses pour former des alliages préparatoires i*econstitués ensuite sur des bases plus larges, on arrive à obtenir la réunion du fer et du cuivre, réunion mécanique plutôt qu'alliage, le cuivre accusant toujours sa trace dans la fonte et se laissant voir d'une façon bien tranchée et bien apparente au milieu de la cassure grisâtre, à grains mats, qui distingue la fonte alliée de xîuivre.

Le cuivre mêlé à la fonte, en si petite quantité que ce soit, la rend sèche, dure et cassante. Il suffit de quelques parties de cuivre perdues dans un bain de fonte pour altérer la qualité de la fonte et rendre rouvérin et cassant à froid le fer résultant de cette fonte.

C'est du moins l'opinion des métallurgistes et des fondeurs qui, accidentellement, ont vu se produire, dans le traitement de la fonte de fer, le mélange de quelques parties de cuivre à la fonte.

Le fer contenant du cuivre perd toute soudabilité, éclate sous le marteau et coule à chaud avec une température bien moindre que celle qui le ferait couler on brûler s'il ne comportait pas de cuivre.

Un alliage de 20 parties de cuivre et 1 partie de fonte donne un métal tenace, dur, résistant, conservant la ductilité du cuivre et affectant une cassure où la trace de la fonte n'est pas sensible.

Un alliage de cuivre lO-fonte 1 devient plus dur, plus sec que le précédent. Le métal est scorie, piqué et semble manquer de cohésion. Il peut être martelé légèrement à froid et rester un peu ductile, bien que ne supportant pas l'étirage.

Un alliage de cuivre 1 partie, fonte 20 parties, trahit la présence du cuivre difficilement masqué dans la masse, bien qu'en faible proportion. Toutefois la fonte a acquis de la dureté et de la résistance.

Cette dureté et cette résistance ne semblent pas, vu le peu d'homogénéité de l'alliage, pouvoir produire des résultats très utiles A l'industrie. Divers auteurs ont prétendu que les fontes de moulage, chargées d'un alliage de 1 p. 0/0 de cuivre, par exemple, devaient devenir plus coulantes, plus nettes, plus tenaces. Le fait serait possible si, l'alliage s'opérant complètement, le cuivre était uniformément répandu dans la masse. Mais à l'application en grand, dès qu'on sort des précautions que peut permettre un essai de laboratoire, on trouve de deux choses l'une : ou le cuivre est fritte, brûlé et entraîné pour la plus grande partie dans les scories surnageant à la surface du bain, ou il se précipite et se retrouve par gouttelettes, par taches ou par dépôts scories se montrant à la surface extérieure des pièces coulées.

Alliages fer^zinc. — L'alliage entre ces deux métaux présente des difficultés pratiques assez grandes pour que l'industrie n'ait pu en tirer parti jusqu'à présent.

Bien que les densités de ces deux métaux soient assez semblables, l'extrême facilité du zinc à se volatiliser dès que sa température de fusion se trouve dépassée ne lui permet pas de s'allier au fer, qui ne devient fusible qu'à une température élevée.

On trouve, dans la nature, le fer allié à la calamine, de même qu'on le rencontre aussi, dans certains de ses minerais, joint aux pyrites d'étain ou de cuivre. Toutefois ces combinaisons primitives ne paraissent pas susceptibles de se reconstituer par les alliages, du moins celles que nous connaissons.

Le zinc, plongé dans un bain de fonte, éclate, se divise et est projeté hors du bain en cadmies dont la trace n'est môme pas sensible dans la fonte coulée après cette tentative d'alliage.

Nous avons pu obtenir, à l'aide de précautions particulières, l'introduction du zinc dans la fonte, sinon de façon à produire un alliage régulier accompli dans des conditions normales.

Dans le bain de fonte recouvert d'une couche épaisse de poussier de charbon de bois, un tube en fer creux bien chauffé, ou mieux un tube

en terre réfractaire, était introduit à une certaine profondeur et le zinc fondu arrivait, étant versé par la partie supérieure du tube» à se mêler à la fonte» non sans déperdition aucune» mais sufjflsamment pour constituer un alliage.

Cet alliage» dur» sec» d'un blanc terne» devenait dans les proportions approximatives : fonte» 50; zinc» 50» cassant et friable. En continuant l'introduction du zinc» la couleur blanche» plus accusée» rappelait la texture de l'argent» le métal prenait un peu de malléabilité; mais» en quelque proportion de zinc ou de fonte qu'il fût constitué» il. ne semblait devoir être d'aucune utilité.

Le rapprochement du fer et du zinc peut être possible par des procédés analogues & ceux appliqués dans la fabrication du fer-blanc. De la tôle bien décapée se recouvre» étant plongée dans un bain de zinc» d'une couche uniforme qui peut prendre une assez grande adhérence (1). Cependant il n'y a pas là de ressourcés à chercher comme on en peut demander à l'étain ou à l'étain allié au zinc pour la fabrication du ferblanc.

C'est, aujourd'hui» surtout par les procédés de galvanisation qu'on arrive à fixer plus sûrement et plus complètement le zinc sur le fer.

Nous mentionnerons comme mémoire quelques tentatives de laboratoire ayant pour objet d'allier le fer au zinc :

On a essayé ces alliages en réduisant ensemble les oxydes de zinc et

de fer ;

Ou encore» en cémentant de l'oxyde de fer avec du poussier de charbon et de la calamine ;

Ou enfin» en chaulOTant dans un creuset bien clos de la limaille de fonte et de zinc en menus morceaux.

Ces procédés n'ont rien apporté de nouveau ni d'utile à l'industrie, que nous sachions. Jusqu'à présent» sauf de nouveaux essais plus concluants» il faut admettre que le fer fondu ne profite en aucune façon delà présence du zinc» même en petite quantité» et que le zinc contenant du fer est plus cassant» moins ductile» en un mot» de qualité plus inférieure que le zinc privé de fer.

Danâ les minerais de fer, et notamment dans certains minerais de la Belgique et du nord de la France» on trouve du zinc qui» se dégageant à la fusion» apparaît en nature à la tuyère du haut-fourneau. Ce zinc semble être sans influence sur la qualité de la fonte. Néanmoins on admet que les fontes obtenues avec des minerais chargés de parties de

(1) On augmente cette adhérence en ftiîsant d*abord de la tôle plombée, pnis zinguôe* Nous reviendrons sur ce point et plasîeurs antres en traitant diverses fabrications à la fin de ce volume.

zinc sont plus sèches, plus cassantes et moins disposées à l'aCQnage que les fontes non mélangées de zinc.

Alliages fer^élain. — En tenant compte des difflcultés de fusion résultant de l'état réfractaire du fer, on trouve que ce métal peut s'allier en toutes proportions avec Tétain. Les densités des deux métaux sont assez semblables pour que l'alliage se fasse.

Toutefois» les alliages sont cassants et deviennent d'autant moins fusibles qu'ils contiennent plus de fer. A une haute température» la combinaison peut se faire» sauf un déchet plus ou moins marqué dans rétain.

La présence, même faible» du fer dans l'étain rend l'étain plus dur» moins malléable et d'un aspect plus terne. D'un autre côté» une très petite partie d'étain dans le fer rend ce métal cassant à froid et encore plus à chaud. Du fer chargé d'étain ne peut se forger et tombe en éclats sous le marteau.

La fonte qui contient de l'étain peut montrer à la cassure un grain aussi fin que celui de l'acier. Elle devient noire et est à même d'acquérir» comme la plupart des métaux durs» un poli moins disposé à l'oxydation que celui des fontes ordinaires. Divers essais ont été tentés pour rendre les fontes inoxydables à l'aide d'un alliage en petite proportion d'étain.

Nos études ont démontré que l'on augmenterait inutilement la valeur de la fonte en la rendant plus dure et plus difficile à travailler» sans lui donner pourtant» à l'aide de l'étain» les qualités nécessaires pour résister à l'oxydation.

La proportion de 2 p. 0/0 de fer dans l'étain suffit pour rendre l'étain attirable à l'aimant» pour lui enlever son éclat et pour le rendre dur et sec,

La même proportion d'étain dans la fonte rend la fonte sèche et cassante» et le fer provenant de cette fonte est dur et privé d'une partie de sa malléabilité.

Un alliage de fer 30» étain 70» oflfre une cassure d'un gris foncé et conserve une certaine ductilité» sans objet» du reste» pour les ressources de l'industrie.

Un alliage de fer 50» étain 50» est blanc» cassant, à cassure grenue.

Un alliage de fer 90» étain 10» est d'un ton gris clair. Le grain» sec et mat» se laisse très difficilement attaquer par la lime. Cet alliage est très cassant et d'une grande dureté. Usé sur la meule, il donne un poli brillant» d'un blanc grisâtre.

Les emplois pratiques du fer et de l'étain combinés sont surtout appliqués aux divers procédés d'étamage, lesquels sont plutôt des procédés de superposition que des opérations d'alliage.

Le fer-blanc, qu'on considère comme un alliage du fer et de l'étain» est du fer recouvert de plusieurs couches d*étain, dont les premières pourraient tout au plus constituer une sorte d'alliage.

Nous n'avons pas à donner les procédés de fabrication du fer-blanc. Bornons-nous à dire qu'on doit chercher à provoquer l'adhérence parfcdte de l'étain sur le fer, sans arriver à la pénétration de ce dernier métal par l'étain, qui le rendrait cassant. C'est justement à cause de cette pénétration qu'on peut dire que, dans la fabrication du fer-blanc, il n'y a pas d'alliage proprement dit. On peut admettre rigoureusement que le fer-blanc est formé d'une lame de tôle couverte d'un alliage superficiel de fer et d'étain, plutôt que d'uii alliage complet par couches plus ou moins prononcées d'étain.

La tôle employée à la fabrication du fer-blanc doit être de première qualité; il faut empêcher les opérations de décapage et d'application de l'étain par immersion d'altérer cette qualité.

Avec certaines sortes d'étain, les fabricants jugent à propos d'employer une petite proportion de cuivre devant rendre l'étain plus liquide et plus siget à ne laisser sur le fer que des couches minces et régulières.

L'étamage des ustensiles en fonte constitue encore moins un alliage, s'il est possible, que l'étamage du fer-blanc. A moins de fontes grises, très poreuses, il n'y a pas pénétration par l'étain, et l'étamage ne peut être qu'une application d'étain dont l'adhérence à la fonte est plus ou moins réussie.

On emploie pour l'étamage du cuivre, par exemple, un alliage de fer 10, étain 60, qui s'obtient en fondant l'étain avec des rognures de fer et en chauffant le bain au rouge pendant un certain temps.

Cet alliage, très fragile à chaud, reste doué de quelque malléabilité à froid. Il est dur à couper et se laisse difficilement attaquer par la lime. Sa cassure est grise, à grains fins.

Thénard a recommandé, pour le même usage, un alliage moins chargé en fer que le précédent : 10 fer et 80 étain. Cet alliage, d'un blanc gris, est fusible, plus serré et moins dur que l'alliage 10 fer,

Alliages fer-phmb, — Avec le plomb, pas plus qu'avec le zinc, les alliages de fer ne sont possibles d'une manière pratique.

Le plomb, généralement d'une combinaison difficile avec les autres métaux à moins qu'on ne l'emploie à petites doses et avec des soins particuliers, est complètement éloigné de toute union avec le fer.

Un morceau de plomb jeté dans un bain de fer fondu se réduit en oxyde ou s'isole pour se retrouver au fond du bain après la coulée de la fonte. Au moment de l'immersion du plomb dans la fonte, il se pro-

duit à la surface du bain> et m&me dans sa masse, un mouvement d'agitation qui semble ajouter à la fluidité de la fonte.

Nous avons dit ailleurs comment les mouleurs coulant des pièces minces s'appuient sur ce phénomène pour jeter du plomb dans la fonte en fusion et empocher ce métal de se âger rapidement contre les parois des poches de coulée.

L'éloignement du fer pour le plomb» et réciproquement, rend le fer utile dans les procédés consistant à séparer le plomb des autres mé* taux, qui n'ont pas une plus grande tendance à s'allier avec lui. Par contre, le plomb lui-même peut servir à isoler le fer de divers foetaux, entre autres, de l'argent dont il s'empare pour laisser le fer surnager à la surface du bain de fusion d'un alliage de fer et d'argent mêlé à une dose suffisante de plomb.

Nous ne sommes parvenus, par les essais que nous avons opérés à Angers en 1847-1848, qu'à obtenir une espèce de 5a(iira(ionduferaumoyen du plomb, dans des mélanges qui, brassés énergiquement et coulés rapidement, ne dépassaient pas 2 à 3 p. 0/0 de plomb allié à la fonte. Dans ces épreuves, soit que la plus grande partie du plomb fût oxydée, et par cela même disparût des barreaux d'essai, soit qu'on la vît déposée en gouttelettes au fond des moules, il est certain que la fonte soumise à l'analyse montrait seulement des traces de plomb indiquant plutôt le passage de ce métal dans la fonte qu'un alliage sérieux.

La fonte ainsi traitée était dure, à grains plats et mats ; sa densité restait sensiblement dans les limites de la densité des fontes ordinaires, soit environ 7.2 à 7,3.

Alliages des métaux industriels secondaires.

Nous examinerons successivement les métaux de cette série dans l'ordre de leurs alliages avec ceux de la première série ; puis, dans celui de leurs alliages avec les métaux de leur propre série.

Ce que nous dirons sera court, ces métaux, jusqu'à présent, n'ayant été l'objet que d'assez rares expériences faites sans méthode et sans suite. La plupart trouvent, à l'endroit de leurs alliages, les savants les plus consciencieux en complète discordance.

Nous avouerons que le temps nous a manqué pour faire des épreuves aussi concluantes et aussi suivies que celles ayant eu lieu sur les métaux de l'ordre précédent- Nous avons dû opérer d'après des données de tradition, plutôt que sur des expériences précises, les combinaisons dont nous allons parier.

Alliages bismuth^cuivre. — Ces alliages se font bien> malgré la diffé* rence de fusibilité des deux métaux.

Ils sont cassants et d'une couleur rouge pâle, quelles que soient gé« néralement les proportions admises.

La densité de ces composés est sensiblement égale à la densité moyenne des deux métaux.

Alliages bismuth^zinc. — Ces alliages, peu pratiqués, donnent un métal plus cassant et à cristallisations plus larges et moins adhérentes que le zinc ou le bismuth pris isolément.

A cet égard, ils sont sans grande utilité dans l'industrie.

Alliages bismuth'étain. — Les combinaisons du bismuth et de Tétain s'opèrent aiséûient en toutes proportions. La présence, même peu sensible, du bismuth apporte à l'étalaplus de dureté, de sonorité et d'éclat. Elle développe sa fusibilité. Certaines industries lyoutent, à cause de cela, un peu de bismuth à l'étain pour en augmenter la dureté.

Toutefois, en raison de son oxydation facile et des propriétés toxiques qu'il doit à l'arsenic fréquemment en combinaison avec lui, le bismuth allié à rétain serait dangereux, employé à la fabrication des vases cu« linaires et de la poterie.

Les alliages de bismuth et d'étain sont plus fusibles que chacun des deux métaux pris séparément.

Un alliage à parties égales des deux métaux est liquéfié, selon divers auteurs, entre 100 et I20f*^.

Même dans la proportion de 5 p. 0/0, le bismuth allié à l'étain apporte à celui-ci la couleur gris Jaunâtre qui lui est particulière.

D'après Budberg, le bismuth se solidifie & 264 degrés, et l'étain à 22S degrés. Pour les alliages de ces deux métaux, le point fixe est à 143 degrés.

Alliages bismuth-plomb. — Ces deux métaux s'allient instantanément par la fusion, sans précautions exceptionnelles.

Les alliages sont malléables et ductiles tant que la proportion du bismuth n'excède pas celle du plomb ; ils ont même ainsi beaucoup plus de ténacité que le plomb.

L'alliage de 2 bismuth, 3 plomb, est environ dix fois plus dur que le plomb pur.

Les composés de bismuth et de plomb ont généralement une couleur gris foncé, d'un ton intermédiaire entre la couleur de l'étain et celle du plomb. Leur cassure est lamelleuse, leur densité plus considérable que la densité moyenne de l'un ou de l'autre métal pris isolément.

Un alliage à parties égales de bismuth et de plomb donne une densité

de 10.71. Cet alliage blanc, brillant, est sensiblement plus dur que le plomb et plus malléable. La ductilité et la malléabilité s'effacent à mesure que le bismuth augmente dans l'alliage et se développent au contraire en même temps que le plomb domine.

Un alliage de 1 bismuth, 2 plomb, est très ductile et peut se laminer en feuilles minces, non susceptibles de se gercer. 11 fond, d'après Berthier, à 166 degrés.

Selon Budberg, le plomb se solidifiant à 325 degrés, le point fixe est à 129 degrés pour Talliage des deux métaux.

Alliages bismuth'fer. — Les savants ne sont pas d'accord sur la possibilité d'unir le bismuth au fer. Jusqu'à présent, on n'a cité que des combinaisons douteuses.

Les remarqués les plus concluantes semblent, en tout cas, montrer que la présence du bismuth dans le fer rend ce dernier métal aigre et cassant et ne favorise pas sa fabrication.

Alliages bismuth^anlimoine. — Ces alliages de couleur grisâtre, cassants, lamelleux, à la manière des alliages bismuth et zinc, n'ont pas, autrement que ceux-ci, d'utilité dans l'industrie.

Alliages bismuth-nickel. — Pas plus que pour les combinaisons précédentes, nous ne connaissons d'applications intéressantes des composés de bismuth et nickel.

Alliages bismuth^arsenic. — Ces alliages sont plus cassants et plus fusibles que le bismuth. Le bismuth, combiné dans la nature avec l'arsenic, paraît avoir peu d'affinité pour ce métal dans les alliages. On n'a rien fait de pratique, comme alliages de bismuth et d'arsenic. L'arsenic se vaporise rapidement et ne peut être absorbé qu'à doses infimes par le bismuth qui le rend très combustible. De là, des difficultés dans la formation de l'alliage, qui, du reste, n'ofiï*ant par luimême aucun caractère particulièrement susceptible d'être étudié, n'a pas tenté les savants.

Les alliages de bismuth sont, d'après ce qui précède, sans grande importance actuellement dans l'industrie, à part les alliages dits fusibles, où figurent, en même temps que le bismuth, certains métaux blancs : l'étain ou le plomb. Les alliages du bismuth avec l'étain, comme base essentielle, semblent devoir être, jusqu'à présent, les plus intéressante. La grande fusibilité des alliages de bismuth et de plomb devra contribuer à répandre ces alliages, de même que ceux avec Tétain, du jour où l'industrie parviendra à obtenir le bismuth en abondance et à des prix moins élevés.

L'influence du bismuth dans les alliages paraît se traduire, en résumé» par une augmentation de dureté et par le développement de la fusibilité et de la fï*agilité.

Généralement, le bismuth aigrit les métaux avec lesquels il s'allie ; pourtant il les aigrit beaucoup moins que ne le font, par exemple. Tarse* nie ou l'antimoine.

Alliages anlimoine^uivre, — Ces deux métaux se combinent rapidement par la fusion. Ils donnent, quelles que soient les proportions, mais surtout quand l'antimoine domine , des alliages cassants, à couleur violette, dont la densité surpasse la moyenne des deux métaux pris séparément.

L'alliage à parties égales, que les anciens chimistes appelaient régule de Vénus, est d'une couleur violet grisâtre, passant au violet très tranché, à mesure que la proportion du cuivre augmente dans de certaines limites.

Un alliage d'antimoine 1 , cuivre 3, semble devoir donner le maximum de la teinte violette particulière que nous signalons. Cet alliage, sec, cassant, lamelleux, est susceptible d'un beau poli, et plus fusible que le cuivre.

Un alliage d'antimoine 1, cuivre 6, est d'un jaune rougeâtre, se rapprochant de la couleur du cuivre platôt que de la couleur violàtre. Il est à cassure plus aigre, plus raboteuse et plus grenue que le précédent.

L'antimoine paraît blanchir davantage le cuivre auquel il est allié que le ferait une égale proportion de zinc.

Alliages antimoine-zinc. — On connaît peu les alliages d'antimoine et de zinc. Ces alliages, extrêmement fragiles, à cassure très lamelleuse, d'un gris d'acier et essentiellement combustibles, ne paraissent avoir présenté aucun intérêt aux expérimentateurs.

Alliages anlimoine-étain. — Les alliages d'antimoine et d'étain sont aussi blancs que Tétain, mais plus durs et beaucoup moins ductiles. Ils deviennent d'autant plus cassants que l'antimoine s'y trouve en plus grande abondance.

La pesanteur spécifique de ces alliages est moindre que celle qui serait déduite, par le calcul, des densités de chaque métal, prises isolément.

Un alliage de 80 étain, 20 antimoine, quoique moins malléable que l'étain pur, l'est assez pour qu'on puisse le laminer et le forger à froid» C'est autour de ces proportions qu'on cherche les alliages antimoine et étain pour la poterie dite d'étain et pour la fabrication de planches servant à la gravure.

ÀlUages aniifnoi7ie'plomb. •* L*antimoine augmente la dureté du plomb. Il rend ce métal très cassant, quand il lui est allié en proportions notables. L'alliage plomb 76, antimoine 24, paraît devoir être le point de saturation des deux métaux. Plus fusible que la moyenne des composants, ductile et plus dur que le plomb, cet alliage se gonfle en se figeant, et c'est à cette propriété d'expansion qu'il doit d'avoir été recherché pour la fabrication des caractères d'imprimerie. Tel qu'il est, le composé ci-dessus est insufflsant^ notamment pour l'exécution des caractères de la plus petite dimension. Trop mou, il se déforme ; trop dur, il coupe le papier, et trop souvent le fondeur tend à tomber dans l'un ou dans l'autre de ces deux extrêmes. Dans l'alliage et au contact de l'air, l'antimoine s'oxyde et se scorifle bien avant le plomb ; il en résulte une certaine difficulté d'obtenir des titres exacts. C'est là une préoccupation très grave pour les fabricants de caractères d'imprimerie, qui doivent rechercher un métal fusible, bien homogène, très expansif, aussi résistant que possible, et cependant assez mou pour pouvoir être retouché facilement et supporter l'action de la presse sans déformation comme sans dureté.

L'alliage à parties égales est sec, poreux, cassant. Ces défauts augmentent à mesure que s'élève la proportion d'antimoine. Ils s'effacent, au contraire, quand l'antimoine diminue pour faire place au plomb. Un alliage de I antimoine, 4 plomb, est compact et beaucoup plus dur que le plomb, tout en restant malléable.

Un alliage de 1 antimoine, 8 plomb, est très tenace et d'une densité plus grande que la densité proportionnelle des deux métaux. Il est plus malléable que le précédent, et reste encore dur. La dureté communiquée par l'antimoine, l'augmentation de ténacité, le développement de la densité se font sentir vivement jusque dans l'alliage I antimoine, 16 plomb.

Alliages antimoine' fer. — Les deux métaux paraissent avoir une grande affinité l'un pour l'autre. Leurs alliages, qui s'opèrent aisément, sont beaucoup plus fusibles que le fer et se montrent blancs, durs et cassants.

Leur pesanteur spécifique est moindre que celle moyenne des deux métaux. L'alliage, composé de 70 antimoine, 30 fer, est assez fusible, blanc et très dur. Celui formé de 30 antimoine, 70 fer, atteint une dureté considérable, éclate sous le marteau, et jette des étincelles quand il subit le frottement énergique de la lime.

M. Hervé a fait divers essais d'alliages d'antimoine avec la fonte de fer, et, entre autres, dans les proportions suivantes :

1 partie antimoine. 100 parties fonte»

L'antimoine n'était ajouté au fer qu'après que ce dernier fie trouvait déjà en fusion dans le creuset.

La cassure des échantillons du premier alliage était raboteuse, striée^ lamellaire ; elle présentait une cristallisation confuse» divergente, assez éclatante, d'an blanc gris&tre.

La cassure des types du second alliage était raboteuse, striée, lamellaire et, comme la précédente, d'une cristallisation confuse, de même couleur, blanc grisâtre, mais plus terne.

Enfin la cassure des types du troisième alliage conservait les mêmes caractères que les précédents, en devenant plus foncée et plus terne. Ces types, de même que ceux de la deuxième série, étaient très durs et très cassants ; des lingots, de 0.017 de côté, se brisaient en tombant sur le sol de la hauteur d'un mètre.

M. Hervé a conclu, de ces trois essais, que l'antimoine ne se volatilise pas en totalité, lorsqu'on le projette dans le fer en fusion, mais qu'une portion reste en combinaison avec le fer, par suite de son affinité pour ce métal. D'autre part, l'antimoine exerce une grande influence sur la cristallisation du fer pendant le refroidissement. 11 suffit d'une proportion de 1 p. 0/0, au plus, pour dénaturer la cassure de la fonte, qui ressemble alors à celle du zinc.

Ces alliages paraissent^ d'ailleurs, sans objet pour l'industrie. Ils augmentent la fragilité de la fonte dont on doit plutôt chercher à développer la ténacité qu'à la diminuer. Ils lui apportent un peu de brillant ou d'éclat au poli, mais cela sans aucun profit évident et, au contraire, avec une augmentation de valeur qui n'est pas justifiée.

Alliages anlimoine-nickeL — Ces alliages forment des produits cassants, de couleur plombée, sans utilité reconnue et qui paraissent n'avoir pas été beaucoup étudiés.

Alliages antimoine^arsenic. — Les deux métaux sont susceptibles de s'allier en toutes proportions; ils se combinent avec dégagement de lumière et forment, par leur réunion, la masse métallique grise, aigre, que Ton trouve, d'ailleurs, dans le règne minéral, où l'antimoine natif est le plus souvent combiné avec l'arsenic.

Les alliages d'antimoine et d'arsenic sont très fusibles, mais également très aigres et très durs, à cassure en petites facettes lamellaires, plus caractérisées que celles de l'antimoine pur.

Les alliages utiles où figure l'antimoine sont surtout ceux qui ont lieu avec le plomb et l'étain. Ils sont appliqués à la fabrication des caractères d'imprimerie, des planches à graver et de la poterie dite poterie d*étain. L'antimoine Joue également un rôle intéressant dans les

alliages ternaires ou quaternaires, où, comme la plupart des métaux utilisés dans ces sortes de combinaisons, il vient concourir à une formation plus puissante et plus complète de l'alliage.

Les alliages antimoine-plomb-arsenic, antimoine-plomb-bismuth, antimoine-étain-bismuth, antimoine-cuivre-plomb, antimoine-étainplomb, antimoine-plomb-zinc, ont été ou sont encore employés, les uns à la confection des caractères d'imprimerie, les autres à celle des ectypes ou des plaques gravées : c'est-à-dire que la majeure partie des essais d'alliages entrepris en vue de la typographie ou de l'impression a cherché l'antimoine comme partie composante indispensable, sinon comme base principale.

Malgré cela, les alliages connus laissent encore à désirer, et l'on cherchera encore longtemps, peut-être, le meilleur qui puisse, pour l'impression, réunir en même temps le double caractère de dureté et de souplesse, de ténacité et de douceur, qui est reconnu nécessaire par toutes les personnes ayant travaillé à perfectionner la fabrication des caractères d'imprimerie.

Parmi les alliages quaternaires où l'antimoine a pris une place utile, on peut citer les alliages antimoine-bismuth-cuivre-étain, les alliages antimoine-bismuth-étain-plomb, qui ont été appliqués à la fabrication du métal anglais dit petvter, ou du composé dit métal de la Reine, dont on fait des théières ou des vases imitant l'argent. D'autres alliages, par exemple, les suivants :

Antimoine-argent-cuivre-zinc ;

Antimoine-étain-zinc-acier ;

Antimoine-cuivre- fer-plomb ;

Antimoine-cuivre-étain-zinc ;

Antimoine-cuivre-étain-plomb ; ont été essayés pour la fabrication des miroirs métalliques^ pour la fabrication des boutons ; en un mot, partout où l'on a voulu obtenir du poli, du brillant et de l'éclat, avec une certaine dureté, en même temps qu'une douceur suffisante.

Une propriété remarquable de l'antimoine est d'aigrir beaucoup les Inétaux avec lesquels il est allié, même quand il s'y trouve en petite quantité. C'est un écueil dont il y a lieu de tenir compte dans l'étude des alliages où il y a lieu d'admettre ce métal.

Alli(zges nickel^cuivre. — Les alliages de nickel et de cuivre sont susceptibles de prendre du développement dans les composés ternaires ou quaternaires, en faisant intervenir soit le cuivre, soit le zinc, soit ces deux métaux ensemble, dans les combinaisons nickel-étain ou nickelplomb.

L'alliage d'une partie de nickel avec deux pai*ties de cuivre donne un

métal gris blanc» d'un aspect un peu cristallin à la surface, tenace^ ductile et passablement fïisible .

Alliages nickel'zinc. — On a fait peu d'expériences sur ces alliages. Suivant certains chimistes, Thomson, par exemple, le nickel n'est pas susceptible de s'allier au zinc par la fusion. Suivant d'autres, au contraire, cet alliage est possible^ et la preuve, avancent-ils, c'est que les Chinois le pratiquent pour la composition de leur pak-fong ou cuivre blanc .

AlUages nickel-étain et nickel-plomb. — Ces alliages sont possibles et, s'ils ne présentent pas d'intérêt à l'état binaire, ils sont susceptibles de prendre du développement dans les composés ternaires ou quaternaires, en faisant intervenir le cuivre et le zinc, soit ensemble, soit séparément.

Alliages nickel-fer. — Le nickel s'unit aisément au fer et donne, disent certains auteurs, un alliage doux et tenace. Ce fait est discutable. Il est permis de penser que le nickel, comme le cuivre, tend à rendre la fonte aigre et cassante. Le fer météorique, de même que quelques aérolithes, contient jusque 3 à 10 p. 0/0 de nickel.

Ce fer, ordinairement très doux quand il n'est pas combiné avec des corps étrangers autres que le carbone, est susceptible d'un assez beau poli. Il peut être imité par des alliages de fer et nickel, qui sont moins oxydables que le fer et restent ductiles tant que la proportion du nickel ne dépasse pas 10 p. 0/0.

Faraday et Stodartont essayé, par les alliages suivants, de simuler les fers météoriques. Ils firent fondre dans un creuset (^ parties de bon fer et 3 parties de nickef: l'alliage parut tout aussi malléable et aussi facile à travailler que le fer pur.

Sa couleur était assez blanche sous le poli ; sa densité donnait 7.804.

Un autre alliage de 90 parties de fer et 10 parties de nickel donna un métal d'une teinte jaune, après le poli, d'une densité égale à7.849, moins oxydable que le fer, mais moins malléable, et plus fragile que le métal résultant de l'alliage précédent.

Un alliage du même ordre, tenté par M. Berthier, avec 12 parties de fer et 1 partie de nickel, obtenu en réduisant un mélange des deux oxydes au creuset brasqué, produisit un métal demi-ductile, très tenace, à cassure grenue, un peu écailleuse, rentrant identiquement dans les caractères des fers météoriques.

Faraday et Stodart auraient, dit-on, réussi à combiner l'acier et le nickel dans les proportions de 10 parties de nickel avec 80 à 100 parties d'acier. Contrairement à ce qu'ils avaient reconnu pour le fer, ils consta-

tèrent qae Tacier combiné avec le nickel était plus disposé à l'oxydation que l'acier pur.

J.-B. Dumas pense que de tels alliages pourraient servir à la confection des miroirs de télescopes, ce qui contredirait l'opinion que lesdits alliages doivent être facilement oxydables.

D'un autre côté, Karsten croit que les essais de Stodart et Faraday ne constituent pas de yéritables combinaisons chimiques ; mais il lui paraît qu'un métal uni à l'acier, par un simple mélange, en augmente la ténacité, tandis que cet effet n'aurait pas lieu peut-être par suite d'une combinaison plus intime. C'est dans cet esprit qu'ont été dirigées des expériences récentes, jusqu'à présent assez peu concluantes, tendant à combiner la fonte et l'acier avec le volfram, pour obtenir des résistances supérieures aux résistances normales ordinaires de ces métaux.

Alliages nickel^arsenic» — Ces combinaisons sont citées plutôt comme existant dans la nature que comme devant fournir des alliages utiles à l'industrie. Suivant Berzélius, le nickel se combine facilement avec l'arsenic qu'il retient avec force, même sollicité par une température excessivement élevée. Une petite quantité d'arsenic, ajoutée au nickel, n'enlève à ce métal ni sa malléabilité, ni sa vertu magnétique, mais elle le rend plus fusible. Les alliages, dans ces conditions, sont légèrement nuancés de rouge et très durs ; leur densité est, d'après Thomson, de beaucoup inférieure à la densité moyenne des deux métaux.

Les indications qui précèdent montrent suffisamment que le nickel et ses alliages n'ont pas encore été l'objet de ces études approfondies qui révèlent des faits imprévus. On commence cependant ai^yourd'hui à trouver dans l'emploi du nickel des ressources nouvelles (1). Jusqu'à présent, les usages industriels du nickel à l'état métallique avaient semblé se concentrer dans quelques alliages avec le cuivre et le zinc appliqués à la fabrication d'articles en métaux blancs, destinés à imiter l'argent comme couleur, comme brillant et comme poli. Les proportions de ces alliages se tiennent aux environs de cuivre, 8; nickel, 2 à 6 ; zinc, 3 1/2 à 6. Dans les alliages où la proportion du nickel est abaissée au-dessous de 2 parties, le métal obtenu ne vaut guère mieux que du laiton très pâle, et se ternit aisément à l'air. Dans les compositions, au contraire, qui atteignent ou dépassent 6 parties de nickel, l'alliage, plus difficile à bien réussir, donne un poli et un éclat très beaux, mais il est plus susceptible de ruptures, de tassements et autres accidents de la fonte.

(1) Voir à la fin da présent volnme.

Alliages arsenic^cuivre. — C'est avec peine qu'on combine directement le enivre et l'arsenic. Ce dernier métal, mal retenu par le cuivre et sous la haute température de fusion de celui-ci» se yolatilise avant que la combinaison ait pu avoir lieu.

On obtient l'alliage en fondant le cuivre et l'arsenic dans un creuset fermé et après avoir recouvert la surface du bain de sel marin ou de brasque pour la garantir de l'air qui oxyderait l'arsenic.

L'alliage cuivre-arsenic, à parties égales, est blanc, cassant et sans malléabilité. Il ne devient légèrement ductile et malléable qu'en diminuant sensiblement la proportion d'arsenic. Il se ternit à l'air. Si on le fait calciner, la plus grande partie de l'arsenic disparaît par la volatilisation et le métal reprend de la malléabilité.

Les alliages du cuivre et de l'arsenic sont généralement connus sous le nom de cuivre blanc ou tombac.

La base de ces alliages est d'ordinaire aux environs de : cuivre, 62 ; arsenic, 57. Ils sont d'un ton gris éclatant, très cassants, fusibles à la chaleur rouge, inaltérables à la température de l'eau bouillante. En augmentant la proportion de cuivre, l'alliage devient blanchâtre, un peu ductile et est plus recherché pour la fabrication des petits objets.

Alliages arsenic^zinc. — Les alliages entre ces deux métaux sont d'une préparation difficile. Ils fournissent des produits très cassants, d'ailleurs sans intérêt Jusqu'à présent.

AlUàges arsenic^itain. — Ces deux métaux se combinent aisément en toutes proportions par la fusion. Les arséniures sont gris, lamelleux, cassants et moins fusibles que l'étain.

Par son union avec l'arsenic, l'étain est plus blanc, plus éclatant, plus dur, plus sonore; mais il s'aigrit et il devient très fragile, dès que la proportion d'arsenic atteint le centième de la composition.

6 parties sur 100 d'étain suffisent pour faire cristalliser l'alliage en grandes lames comme le bismuth et ôter toute ductilité au composé.

Les alliages arsenic et étain n'ont pas d'utilité certaine dans les arts industriels. On se sert dans les laboratoires d'un composé d'arsenic I partie, étain 3 parties, pour la préparation du gaz hydrogène arséniqué. Le môme alliage est utilisé pour opérer la décomposition de l'acide hydrochlorique. On emploie du reste, dans le même but, les arséniures de zinc.

Alliages arsenic-plomb. — Les combinaisons s'opèrent non sans difficultés, et ne sont pas faciles également à toutes les proportions. Au delà des proportions arsenic 16 parties, plomb 84 parties, qui semblent être le degré le plus élevé d'une combinaison atomique intime,

les arséniures dans lesquels la dose d'arsenic se développe sont aisément décomposés par une chaleur surélevée. De plus, le métal devient aigre et prend une cassure analogue à celle du bismuth^ bien que d'une couleur plus foncée.

Les arséniures de plomb sont donc d'autant moins ductiles et d'autant plus cassants qu'ils renferment plus d'arsenic ; leur cassure est lamelleuse et éclatante; leur couleur est d'un gris blanc. Us sont très fusibles.

La chaleur blanche fait disparaître une partie notable d'arsenic et semble devoir laisser un arséniure fixe dans les proportions : arsenic, 1 ; plomb, 2, lequel soutient la plus haute température sans perdre de son poids.

L'arséniure de plomb a pu servir à faciliter la fabrication du plomb de chasse. Pour préparer la grenaille de plomb qui s'obtient sous forme globulaire par la précipitation en gouttelettes versées d'un point élevé, on sgoute 2 ou 3 millièmes d'arsenic au plomb, ce qui lui permet de mieux s'arrondir, en facilitant la solidification.

Alliages arsenic^fer. — Ces alliages sont possibles en diverses proportions, mais n'ont pas d'intérêt direct pour l'industrie. L'alliage est plus ou moins blanchâtre, dur, aigre, à cassure approchant de celle de l'acier, d'un grain plus fin que celui du fer. Le fait le plus évident qui ressort des combinaisons du fer avec l'arsenic est que le fer est aigri, devient cassant et perd de sa malléabilité et de sa ductilité dans des proportions d'autant plus importantes que l'arsenic se présente à doses plusfprtes.

Les alliages d'arsenic, connus ordinairement sous le nom d'arséniures, sont plutôt des tmions que des alliages proprement dits. Néanmoins ces unions conservent l'éclat métallique à un degré prononcé. La présence de l'arsenic a pour effet de développer la fragilité en même temps que la fusibilité des autres métaux.

Les arséniures de quelque importance sont les alliages arsenic-cuivre qui donnent les cuivres blancs. Dans les combinaisons ternaires ou quaternaires, on peut citer les suivantes, plus ou moins usitées:

Arsenic-antimoine-plomb, pour les caractères d'imprimerie ;

Arsenic-bismuth-cuivre, propre à la fabrication des boutons;

Arsenic-cuivre-étain, essayé pour la fabrication des télescopes et d'autres instruments d'optique ;

Arsenic-cuivre-étain-zinc, essayé également pour les miroirs de télescopes.

Amalgames du mercure. — Les amalgames de mercure et de cuivre sont d'une préparation difficile, d'ailleurs sans intérêt jusqu'ici.

Le mercure et le zinc donnent des composés blancs très cassants» demeurant à Tétat pâteux, quand le mercure s*y trouve en quantité importante.

Le mercure et Vétain se combinent à chaud en toutes proportions et s'amalgament même à froid. L'amalgame, formé de 10 parties de mercure et 1 partie d'étain, est liquide et ressemble au mercure, si ce n'est qu'il est moins coulant.

Un amalgame, formé par parties égales de mercure et d'étain, est solide.

L'amalgame de mercure et de plomb, à proportions égales, est susceptible de cristalliser. A chaud, le plomb est rapidement dissous par le mercure. A froid, la dissolution a lieu par trituration et broyage, le mercure pouvant absorber la moitié de son poids de plomb, sans cesser de demeurer liquide.

Le mercure et le fer ne se combinent pas, le mercure demeurant sans action sur le fer.

Le mercure et le bismuth peuvent former une dissolution, dans laquelle le mercure absorbe beaucoup de bismuth sans cesser d'être liquide, et qui s'écoule par gouttelettes allongées, faisant la queue. L'amalgame 4 parties mercure-1 partie bismuth est très fusible et peut servir à rétamage ; il s'attache fortement aux corps avec lesquels il est mis en contact.

Les amalgames d'antimoine donnent des produits grenus, blancs, sans consistance, et n'offrant aucun intérêt.

Il en est de même des amalgames de nickel et d'ar^eme.

Les principaux amalgames usités dans l'industrie, en dehors de certains mélanges qui tiennent plutôt du laboratoire que de l'atelier, sont les amalgames d'étain qui servent pour l'étamage des glaces et pour la préparation de l'or musif; les amalgames d'étain ou de zinc pour le frictionnement des coussins d'appareils électriques. Puis, quelques combinaisons ternaires ou quaternaires, parmi lesquelles on peut citer : un amalgame composé de mercure 3 parties, plomb 1 partie, bismuth 1 partie, lequel, très fluide à la température ordinaire, constitue une falsification du mercure.

Cette préparation, quoique passant à travers la peau de chamois,^ comme le mercure pur, fait la queue en coulant : ce qui est un moyen de reconnattre la fraude ;

Les amalgames de mercure, bismuth, étain, plomb, qui donnent des combinaisons très fusibles, et qui fournissent des alliages propres aux injections métalliques, à l'étamage de l'intérieur des globes de verre, des miroirs creux, etc.

Alliages utilisés dans rindastrie.

Gomme complément anx données qni précèdent^ il nous reste à résumer, en les classant par catégories, les alliages usuels admis, pour la plupart, dans la pratique des fonderies.

Bronzes (Fart. — Les éléments constitutifs des bronzes de statuaire ou des bronzes d'art destinés à la dorure reposent sur l'emploi des quatre métaux, cuiyre, étaîn, zinc, plomb, combinés à dirers degrés.

Les conditions principales qui président à la qualité des bronzes statuaires sont les suivantes :

Couleur jau rouge évitant le jaune vert ou le jaune pâle ;

Grain propre au travail de la lime, du ciseau et du matoir pour les ciselures ;

Fusibilité et fluidité suffisantes pour atteindre parfaitement les cavités des moules et reproduire avec une grande netteté les détails du modèle ;

Texture se prêtant facilement à recevoir la patine résultant de l'application d'un mordant qui doit recouvrir et caractériser les surfaces des pièces coulées sans les altérer.

Les alliages binaires du cuivre et de Tétain, du cuivre et du zinc, présenteraient difficilement ces propriétés. Les alliages cuivre-étain, rarement bien réussis de toutes pièces, se prêtent mal au ciselage et prennent avec peine la patine .

Les alliages cuivre-zinc manquent de dureté et n'offrent pas à l'action du ciseau toute la résistance voulue. Si on les force en zinc, ils deviennent peu fluides et tendent à donner à la fonte des parties planes ou refusées. Si on les force en cuivre, ils produisent des surfaces piquées et soufflées. En outre, les premiers sont durs, secs et cassants; les seconds sont mous et manquent d'homogénéité.

Les alliages cuivre-étain-zinc sont ceux qui se prêtent le mieux à la statuaire, et que l'industrie moderne emploie journellement entre les proportions extrêmes :

Caivre. ... 85 Zinc. ... 11 Étaîn. . « • 5

que nous avons citées plus haut.

Toutefois la plupart des fabricants de bronze ajoutent à ces alliages une petite partie de plomb qui les améliore et les adoucit. Sur ces bases, la composition des alliages rentre sensiblement dans les titres préférés par les frères Keller et qui donnent moyennement :

Cuirre 91.40

Zine 5.60

Étain 1.60

Ces proportions sont celles du bronze employé pour la fonte de la co» lonne de Juillet, laquelle a été traitée dans des conditions plus sérieuses et mieux raisonnées que celle de la colonne Vendôme dont l'alliage comprenant comme base moyenne :

Cuivre • 89.35

Étain. . . . *.'. . . *.'. . . . . •. . 10.05

Zinc 0.50

Plomb 0.10

a Tarie de proportion à tel point que certaines pièces, ayant vu dispa-^ rattre la plus grande partie de Tétain, sont Tenues molles, empâtées, abreuTées, et ont nécessité des frais de retouche et de ciselure consi* dérables.

Les alliages de quelques grandes statues coulées de nos Jours ont admis une proportion de culTre inférieure à celle adoptée par les frères Keller. L'analyse des bronzes des statues de Henri IV, Louis XIV et Louis XV, fondues à Paris, donnent en moyenne :

Cuivre 82.45

Zinc • 10.30

Éfcain 4.10

Ces éléments paraissent donner un composé un peu plus économique que le bronze Keller, et réunissent assez bien les conditions à chercher pour le bronze statuaire. I

Les anciens, qui ne semblent pas aToir extrait et traTaillé le zinc 1 !

l'état normal, admettaient pour leurs bronzes des alliages ternaires comprenant en moyenne :

Chez les Romains,

Caivre * * 99

Étam • » 6 !

Plomb é 6 I

Chez les Grecs,

Cnîvre 62

Ëtain 32

Plomb 6

Toutefois on a trouvé des médailles romaines comprenant du cuivre et du zinc dans le rapport 45 à 1, et de faibles parties de^ plomb et d'étain.

Des statuettes de bronze retrouvées en France sur divers points où ont séjourné les cohortes romaines accusaient également du zinc . De même, des bronzes rencontrés dans les fouilles d'Athènes, et dont quelques échantillons sont demeurés entre nos mains, donnent les proportions moyennes suivantes (1) :

Caivre. • Tf2

Zinc • 2

Plomb • 4

On doit supposer que les anciens se trouvaient employer accidentellement le zinc combiné au plomb et à Tétain, mais sans connaître ou sans caractériser le zinc.

La fabrication des alliages destinés à la dorure exige des composés aisément fusibles, donnant un métal bien fluide, atteignant parfaitement les empreintes du moulage, se laissant ciseler, couper et tourner aisément ; ces alliages doivent posséder, en outre, un degré de compacité qui permet de réduire à sa plus simple expression la quantité d'or à employer pour la dorure .

Les alliages cuivre et étain sont trop poreux et trop pâles ; les alliages cuivre et zinc, d'une consistance pâteuse, sont susceptibles d'absorber trop d'amalgame et de se crevasser, en se refroidissant, après la dorure à chaud. Si l'on exagère la quantité de zinc pour rendre le métal plus dur, il perd la couleur jaune que l'on doit vouloir pour la dorure.

Les cuivres pour la dorure sont donc à rechercher dans les alliages ternaires : cuivre, étain, zinc et mieux encore, comme pour les bronzes statuaires, dans les alliages quaternaires cuivre-étain-zinc-plomb.

Sur ces bases, d'après nos expériences personnelles et d'après l'opinion des fabricants de bronze les plus éclairés, les alliages les meilleurs pour la dorure seraient renfermés dans les limites ci-après :

Caivre 70 Cuivre 82

Zinc 25 Zinc 18

Étain 2 Étain 3

Plomb 3 Plomb 1.50

Ces alliages semblent devoir satisfaire â la fois, dans les meilleures conditions, les exigences réunies du fondeur, du tourneur, du ciseleur^ du monteur et du doreur.

(1) Nous avons cité dans Tintroduction, en tète de cet ouvrage, ane partie de ees alliages* Mais nons devons les reproduire ici dans Tordre et pour les besoins du sujet que nous traitons.

Des expériences relatées par Darcet dans un excellent mémoire sur l'art de dorer le bronze, mémoire encore plein d'intérêt, bien que d'une date ancienne, viennent confirmer ces données et montrer :

1* Que le cuivre fondu seul, d'ailleurs difficile à fondre et à couler, est trop mou^ graisse l'outil, se dore mal et emploie beaucoup trop d'or;

29 Que le cuivre allié au zinc dans les proportions — 70-30 — est pâteux, mou, impropre au travail du ciseleur, mais se dore assez bien;

3* Que le cuivre allié à l'étain, — 80-20, —facile à fondre et coulant bien, est sec et cassant sous l'outil, mauvais et trop dur à couper, donne une coulée défectueuse, se déroche mal et reçoit difficilement l'amalgame.

Ces défauts des alliages cuivre-zinc et cuivre-étain sont plus ou moins prononcés suivant les proportions admises, mais ils existent, quand même, dans les divers alliages binaires de ces métaux.

Les composés cuivre et zinc se comportent mieux que les alliages cuivre et étain.

Ces derniers sont plus liquides, mais ils conservent de la dureté et de la sécheresse, même dans les proportions affaiblies 10 étain, 90 cuivre. Leur couleur est trop grise, ils ne se polissent qu'avec peine, et ils sont rebelles à l'action du brunissoir.

Complétons les indications qui précèdent, en donnant la composition des bronzes de diverses statues, d'après des résultats d'analyses obtenus à l'Hôtel des monnaies.

Bronze de la statue de Henri IV. Pont-Neuf, 1817 :

Zinc 3.5

Plomb 1.2

Fer, perte, etc . 1.1

99 parties.

Bronze de la statue de Napoléon, 1833 :

Cuivre 84.80

Étain 5.80

Zinc 6.00

Plomb 2.70

Fer, perte, etc 0.70

100 parties.

Bronze de la statue du génie de la Liberté. Colonne de Juillet» 1832 ;

CulTie, • . 22M

Étain « aOO

Zinc 4.80

Plomb. i 0.70

Fer, perte, etc O.lO

100 parties.

Bronze de la statue de J.-J. Rousseau & Oenère :

Étain. * 6.20

Zinc i . . . 7.80

Plomb • 0.40

100 parties.

Broxuee de la statue d'As sas au Yigan:

Cuivre 91.10

Étain 3.30

Zinc 0*80

Piomb 0.60

Fer, perte, etc 4.20

100 parties.

Bronze de la statue de Molière, à Paris :

Cuivre 90.30

Étain . 5.90

Zinc 2.50

Plomb 1.20

Fer, perte, etc. • 0.10

100 parties*

On voit que tous ces composés rentrent d'une manière plus ou moins accentuée dans la catégorie des alliages quaternaires dont nous avons parlé plus haut. Ce sont ces bases que continue à suivre la fonderie Victor Thiébaut, qui a aujourd'hui à Paris le monopole presque entier des grands bronzes et des. statues monumentales.

Alliages des monnaies, — Les conditions à remplir dans les alliages des monnaies sont :

La régularité parfaite du titre;

Les proportions les mieux entendues pour obtenir des métaux composés se .travaillant bien au laminoir, au découpoir, au balancier, ne permettant pas l'oxydation facile ou rapide, ayant assez de dureté pour résister à l'user, et côinservant, par^lessus tout» une valeur vénale qui

lie puisse donner lien à la dépréciation da prix du métal tranafimné en espèces d'or» d'argent on de enivre.

Ponr les monnaies d'or et d'argent, on doit employer des métaux rendus parfaitement pars par l'afflnage, et les allier avec du cuivre également pur qui donne à l'or et à l'argent, trop mous par eux-mêmes, la résistance et la dureté qui leur sont utiles.

Le titre d'une monnaie est la quantité de métal fin qui s'y trouve. La mœinaie française est au titre-de 9/10. Elle contient :

Pour la monnaie d'or ..... 90 or. 10 cuivre.

Pour les médailles d'or« «... 91.6 — 8.4 —

Pour la monnaie d'arg«nt ... 90 argent. 10 —

Pour les médailles d'argent . . 95 — 5 —

En Ao^eterre» le titre est d'environ 11/12, c'est-à-dire que :

La monnaie d'or comprend 11 parties d'or pur, 1 partie de cuivre;

La monnaie d'argent est plus riche, et comprend 11/10 d'argent, 0,90 de cuivre.

Avant 1826, l'argent entrait dans la composition des monnaies d'or. De là, la différence de couleur dans ces monnaies, à diverses époques.

Les monnaies de cuivre fabriquées en France depuis 1852 contien* nent:

95 parties de cuivre.

4 — d'éfcain.

1 — de zinc.

Antérieurement, elles avaient fréquemment varié. Néanmoins le zinc y entrait rarement, mais quelquefois on y a fait figurer l'étain à fortes doses.

Le titre des monnaies de billon, non seulement n'a pas toujours été respecté, mais, suivant les circonstances, il a été singulièrement déplacé. A certaines époques, on a . eu des monnaies de cuivre contenant jusqu'à 1 et 2 parties d'argent sur 4 de cuivre. Pendant la Révolution, on a fabriqué des monnaies avec des métaux de toutes provenances, sans considérer le titre ni la qualité. De là, la variété considérable de monnaies de cuivre que la refonte de 1852 a fait disparaître.

Les anciens sous rouges ou sois royava: étaient formés de cuivre presque pur. Les sous durs, sonores, d'un blanc jaunâtre, frappés pour la plupart avec le métal des cloches enlevées aux églises sous la première République, offiraient moyennement un alliage de cuivre 86, étain 14. 1ji&& sous jaunes, fabriqués à la même époque avec du métal de cloche affiné, accusaient cuivre 06, étain 4.

La fabrication des monnaies est entourée en France des garanties les plus sérieuses. D'habiles chimistes attachésau service de l'Hôtel des

monnaies reçoivent des échantillons prélevés au commencement de chaque coulée, au milieu et à la fin. Ces échantillons donnent pour la fonte de chaque jour la moyenne des alliages, sans permettre aucun autre écart que celui d'une tolérance de 0,002 en plus ou en moins.

On a songé à fabriquer désormais les nouvelles monnaies d'argent divisionnaires au titre de 835 millièmes.

La différence de 65 millièmes représentée par du cuivre, et qui donne environ 7 pour 100 du poids de l'argent, serait appelée à compenser l'écart supposé existant entre la valeur nominale et la valeur intrinsèque des monnaies.

L'alliage à 835 parties d'argent et 165 parties de cuivre aurait autant de malléabilité que l'alliage ordinaire, et sa couleur serait un peu plus jaunâtre. M. Péligot a proposé d'ajouter du zinc à cet alliage qui, pour réunir toutes les qualités voulues, devrait se composer de 835 parties d'argent, 93 parties de cuivre et 72 parties de zinc. Cette monnaie, d'après M. Péligot, serait blanche, élastique, sonore et se noircirait plus difficilement que la monnaie actuelle.

Les titres des monnaies étrangères sont très variables. Les monnaies d'argent, dans quelques pays, notamment en Allemagne, sont à titres très bas. On en a fabriqué à doses égales d'argent et de cuivre ;

D'autres, celles-là se rangeraient plutôt parmi les monnaies dites de billon, à proportions de cuivre supérieures à celles de l'argent.

La Belgique a fabriqué des monnaies de nickel et en alliages du nickel avec le cuivre et l'argent.

Les dernières monnaies belges frappées dans cet ordre d'idées contiennent : cuivre 75, nickel 20, zinc 20.

Les petites monnaies suisses fabriquées à Paris, il y a quelques années, contenaient du zinc allié au cuivre, au nickel et à l'argent. Elles ont été récemment l'objet d'un dépréciation importante.

La nouvelle monnaie de billon du royaume d'Italie contient :

Cuivre , , 95

Étain . • . , . , 5

Dans certaines monnaies d'or étrangères, l'or est mis au titre par un mélange à poids égaux d'argent et de cuivre. L'expansion est ainsi plus grande que si le cuivre entrait seul dans l'alliage, quoique la pesanteur spécifique de l'or allié avec l'argent ne diffère que très peu de la pesanteur spécifique moyenne des deux métaux.

Il est d'ailleurs à remarquer que, comme l'or naturel comprend le plus souvent une petite quantité d'argent difficile à séparer, l'argent fait nécessairement partie des monnaies d'or, qui sont en réalité des alliages ternaires auxquels on peut, du reste, toujours laisser la quantité -d'or énoncée dans le titre. La détermination du titre de l'or est, par le

fait, vu la présence de l'argent, plus difficile à obtenir que celle de l'argent où le cuivre fait seul partie de l'alliage.

Le bronze des médailles, de nos jours, est d'ordinaire au titre 99 cuivre, 1 étain. Rarement on y ajoute un peu de zinc.

Toutefois il faut admettre pour certains flans des proportions variables de 90 à 95 cuivre, 10 à 5 étain.

Les monnaies et les médailles anciennes reposaient généralement sur des alliages multiples à trois et à quatre métaux.

Les nombreux analystes qui ont opéré sur des monnaies trouvées çà et là dans des fouilles ou dans des collections d'antiques ont eu, de tout temps, beaucoup de peine à se mettre d'accord pour formuler des documents suffisants permettant d'expliquer dans les alliages des monnaies anciennes un certain esprit de suite ou de méthode.

Dans quelques monnaies romaines trouvées en Flandre et dans le nord de la France, l'argent était le métal dominant. Dans d'autres, c'était le cuivre. L'étain et l'or n'y entraient qu'en très petites proportions, comparativement à celles des deux premiers métaux.

Les monnaies de l'antiquité provenaient souvent de la destruction de statues de bronze que les anciens érigeaient et rejetaient au creuset avec une égale facilité, suivant le revirement des armes ou de la fortune. L'or trouvé dans les monnaies pouvait, par là, provenir de la décoration de statues brisées, comme l'étain pouvait être emprunté au bronze de ces statues. C'est d'autant plus probable que beaucoup de statues de bronze étaient incrustées d'or et d'argent.

L'art de nieller les métaux était connu à Rome, à Athènes et dans rOrient, sinon chez les peuples barbares.

Les anciens n'avaient pas d'ailleurs les moyens d'affiner et de purifier les métaux qui pouvaient apporter dans leurs alliages des éléments à l'état de combinaisons naturelles, et leurs connaissances en métallurgie ne leur permettaient pas d'écarter les corps étrangers que nous enlevons aujourd'hui par l'affinage.

De vieilles monnaies indiennes se composaient, comme les monnaies romaines, d'alliages quaternaires argent-cuivre-étain-or. Dans celles où l'argent dominait, on atrouvé du cuivre, depuis 9 1/2 jusqu'à 48 p. 0/0 du poids de l'argent. Dans celles où le cuivre se trouvait, au contraire, en quantité plus importante, on a trouvé que la proportion de ce métal variait de 13 jusqu'à 24 p. 0/0 de l'argent.

Des monnaies saxonnes comprenaient un alliage en proportions notables de cuivre et d'étain, avec parties moins prononcées d'argent et de plomb.

Des monnaies de bronze de l'Attique contiennent» d'après des essais faits à la Monnaie de Paris:

Cwcnt • «• 88

Étain • . 1^

Plomb 1^

Perte 0^

100 paitin.

En un mot, dans la plupart des monnaies de l'antiquité, soumises de nos jours à l'analyse, que ces monnaies aient été d'or, d'argent ou de bronze, les expérimentateurs ont trouvé la présence constante et presque totgours simultanée des métaux suivants, les plus connus des anciens : or, argent, cuivre et étain. De plus, dans un certain nombre de ces monnaies, on a découvert des traces plus ou moins prononcées de plomb, de fer ou de zinc, métaux moins connus alors, devant se rencontrer par accident, selon toute probabilité, dans les alliages que pratiquaient les arts ou l'industrie des premiers ftges.

Suivant des analyses faites au commencement du siècle par le chimiste Thomson, les monnaies d'argent modernes accusaient, pour les divers pays, les alliages qui suivent :

Argent. Cairre.

Angleterre 92 8

— monnaie dite sterling 93.5 7.5

Autriche 90.5 9.5

Dannmark* « 88 12

Espagne 89.5 10.5

Eraaœ 99 10

Hollande 92 8

Hambourg 50 50

Piémont 9).5 9.5

Poxtugal 89 11

Bnraie 76 24

Suisse 76 21

Alliages pour les bouches à feu, les armes, les projectiles, etc. — Les bouches à feu ont été, dès Torigine, fondues en bronze. Les anciennes ordonnances prescrivaient d'allier 100 parties de cuivre à 11 parties d'étain.

On a fait, à diverses époques et dans différents pays, des recherches nombreuses pour déterminer exactement les proportions les meilleures de cuivre et d'étain, et, après de vains efforts, on n'est arrivé qu'à se maintenir sensiblement dans la limite des premières proportions admises.

Le bronze des canons a comporté primitivement à peu près partout

da zinc» doat 00 a soooesaivement supprimé remploi. Il fut un instant où les canons étaient formés d'un mélange de bronxe et de laittm» cas deux alliages étant composés sépartoient de tontes pièces pour être combinés ensuite.

Les frères Keller ont employé pour les bonelies à feu coulées dans Iwir fi(Niderie :

Cuivre 100

Étain 9

Laiton 6

115 parties.

Les proportions admises chez les principales nations de l'Europe ont été, depuis, sensiblement les suivantes :

Angleterre, • • «Cuivre, • • 100 Étain • • • 12» 5

Autriche , . | ^^^ ^ ^^ ^^.^ ^ ^^

Bavière • . • )

Danemark. . Cuivre. • 100 Étain . • 10 Zinc. • 0^125

Espagne . , Cuivre. . 100 Étain . , 11

Prusse ...

Bnssie • • . ^ Cuivre. • 100 Étain • • 10

Saxe • . • •

Les ingénieurs des mines et les ofâciers d'artillerie ont entrepris en France un grand nombre d'expériences, non seulement sur les alliages binaires cuivre-étain, mais sur des alliages complexes du bronze uni au fer, au plomb, au zinc, etc. On a trouvé que ces composés avaient le défaut de se dénaturer par les refontes, d'être obtenus difâcilement à la pratique et d'exiger des soins particuliers à la coulée, sans qu'on pût compter sur des résultats assurés.

On a cherché à combiner séparément, puis ^semble, la fonte, le cuivre et i'étain, sans pouvoir créer de véritables alliages homogènes et solides. Et, de là, Ton a dû forcément revenir au bronze et étudier à fond les propriétés de cet alliage.

L'alliage cuivre-^tain établi sur les meilleures bases, pour favoriser la fabrication des bouches à feu, doit se présenter avec les caractères suivants :

Cassure âne et grenue, de ton rougeâtre, sans mélange de taches blanchâtres, texture jaunâtre, densité dépassant la densité moyenne des deux métaux composants; donnant le maximum de malléabilité et de ténacité des alliages admettant le cuivre et l'étain; gagnant de la dureté par Técrouissage, mais perdant de la ductilité; augmentant» au.

contraire, de malléabilité et de ductilité par le recuit et par la trempe, bien que ces deux opérations opposées doivent produire — ce qu'elles font avec d'autres métaux, le fer et la fonte notamment — des effets différents.

Un des points importants de cet alliage est d'être produit intimement dans les conditions de l'homogénéité la plus absolue possible en pratique. L'étain rend le cuivre plus ferme, plus dur, mais plus fragile. Il tend à s'isoler dans l'alliage et à disparaître par la chaleur et par le frottement. Si l'étain se sépare du cuivre ou est mal combiné, il en résulte des grains plus riches en étain, assez fusibles et assez peu adhérents pour se liquéfier ou se désagréger sous le travail de la poudre, en laissant le cuivre isolé à l'état de masse spongieuse, inconsistante. Aussi est-il reconnu que le bronze refondu plusieurs fois devient plus dense, plus tenace et plus dur.

C'est pourquoi, sauf à prendre toutes précautions pour sauvegarder le titre de l'alliage, l'on doit chercher à employer, pour la coulée des bouches à feu, des bronzes déjà formés devant être combinés avec de l'alliage neuf. Dans les . fonderies de l'État, chaque coulée se compose d'ordinaire, d'après ces données, d'une certaine quantité de métaux neufs, de vieux bronzes, de jets et de déchets.

On admet, par exemple, les proportions suivantes pour la charge :

22 parties caiyre neuf. 3.3 — étaÎD.