INDICATION DES MÉLANGES
PREMIÈRE SERIE DTSSAIS lAvee fànte$ blanchei non avancéei
!• Fonte Fonte
2» Fonte Fonte
3» Fonte Fonte
4» Fonte Fonte
5* Fonte Fonte
MOTXimiU DB RisiSTANCS
An choc
mètres.
blanche, 5/6. — ( ^^ d'Ecosse, 1/6. ,S " "^
blanche, 4/5. — ( ^ ,j^ 'Ecosse, 1/5. .}
blanche, 3/4. ~| . .^^ d Ecosse, 1/4. ,\
blanche. 2/3 -( 0.485 d'Ecosse, 1/3. .|
blanche, 1^. d'Ecosse, 1/2.. .
A la traction
Idlog.
AU flexion
kilog.
DEUXIÈME SÉRIE D'ESSAIS Àvte fontes blanches très avancées
!• Fonte blanche, 5/6. — { ^ ^ok Fonte d'Ecosse, 1/6. .}
2» Fonte blanche, 4/5. — { a 350 Fonte d'Ecosse, 1/5. .}
3» Fonte blanche, 3/4. — j ^ gg^ Fonte d'Ecosse, 1/4. .[
4» Fonte blanche, 2/d, — | ^ ^^ Fonte d'Ecosse, 1/3. .j
5* Fonte blanche, 1/2. — ) ^ ^^^ Fonte d'Ecosse, 1/2. .i
6* Fonte blanche, 1/3. — | ^ -^j^
Fonte d'Ecosse, 2/3. .t
7« Fonte blanche, 1/4, — | ^ ^^
Fonte d'Ecosse, 3/4. .\ '^^
4 <> ^ ri
3 oS,
métrei.
Les coussiiiets du type du Nord offrent une section de rnpture de 0,100 X 0,080 X 0,050.
Ils sont cassés arec un moaton de 31 Idlog. tombant sur une enclume du poids de 400 kilog. avec une hauteur de chute = 0,30 pour le premier coup et s'éleTant de 0,05 en 0,05 pour les coups suivants.
Les coussinets cassés à 0,30 ont été cassés du premier coup. — U est probable qu'ils auraient cassé au-dessous.
ques différences dans la forme des barreaux et dans l'exactitude de leur diamètre.
Fonte coulée en coquille, dite fonte trempée.
La trempe en coquilles, ou, pour parler plus exactement,- le durcissement de la fonte obtenu par la coulée contre des parois métalliques, paraît résulter des faits qui se déduisent de la manière d'être du carbone dans la fonte après la fusion complète.
Il n'existe pas, pour le praticien, d'indice apparent expliquant la présence du carbone combiné dans la fonte. Le carbone se trouve à l'état de graphite répandu mécaniquement dans la fonte grise ; c'est ce que l'on entend par l'expression : carbone non combiné. Lorsque la fonte est blanche, elle peut contenir tout autant et plus de carbone que la fonte grise, mais on admet qu'en cette circonstance, ce corps se présente à l'état combiné. La fonte grise, dite surcarburée à cassure noire ou d'un gris sombre, grenue ou cristalline, contient en suspension une dose plus ou moins prononcée de graphite qui surnage à la surface du bain, sans s'isoler. Le graphite peut, dans les pièces coulées, être entraîné et séjourner au centre de ces pièces, en même temps qu'une partie remonte et s'attache aux parois supérieures.
Une solidification rapide peut faire passer le carbone de l'état dit non combiné à l'état combiné, ainsi de la fonte grise à la fonte blanche. De ces faits, on devrait admettre communément que le point de départ de la transformation la plus nette, serait la fonte truitée, qui se tient entre les limites de la fonte grise et celles de la fonte blanche. Nous verrons plus loin ce qu'il faut en penser.
Quoiqu'il en soit, il est reconnu que la fonte grise, coulée dans un moule métallique, peut subir un refroidissement instantané amenant à l'état de fonte blanche les surfaces par lesquelles elle est en contact immédiat avec le moule, le centre de l'objet coulé demeurant gris.
Toutes les fontes grises ne peuvent pas, néanmoins, être converties en fonte blanche. Il y en a qui résistent et dont le grain se resserre à peine au contact des parois métalliques. D'autres blanchissent en cristallisant par aiguilles profondes, pour redevenir entièrement grises, si elles sont soumises à une nouvelle fusion.
La double condition de dureté et de résistance imposée à de certaines pièces, telles que les cylindres de laminoir, les roues de wagon, les rouleaux de friction, etc., entraînant pour être obtenue, l'emploi simultané de la fonte grise et de la fonte blanche, dans la même pièce, a donné naissance à la fabrication toute spéciale que nous venons de citer.
De là, les procédés de fonte en coquille, lesquels sont empruntés suivant les besoins, à des moules entièrement métalliques, ou encore en partie métalliques et en partie formés de sable ou de terre.
Dans les roues de wagons et les cylindres de forge, par exemple, les parois du moule devant produire les surfaces trompées sont remplacées par une enveloppe de fonte brute ou tournée à l'intérieur contre laquelle une certaine épaisseur refroidie brusquement, vient se blanchir en se solidifiant.
Les praticiens qui ont essayé jusqu'à présent la fabrication des pièces trempées en coquille n'ont pas tous réussi à un égal degré. Les uns n'ont obtenu que des surfaces imparfaitement durcies, ou même pas du tout durcies; les autres ont eu, au contraire, l'inconvénient d'un durcissement trop complet ne laissant plus à l'âme des pièces le moindre élément de solidité. Ceux qui sont parvenus à de bons résultats, les ont dus uniquement à un choix bien entendu de la fonte employée.
C*est sur le choix de la fonte, en effet, que reposent les bases essentielles de la coulée en coquilles.
La fonte noire à grains fins, et la fonte grise à gros grains, même celle à grains serrés, sans aucun mélange de truite, ne se trempent pas ou ne reçoivent au contact de la coquille qu'un effet de trempe à peine sensible . Dans la fonte noire de bonne qualité, on peut dire même que la surface qui a touché la coquille se laisserait entamer plus aisément par la lime que les parties coulées dans le sable. Aux environs de la coquille le grain perd de son ampleur, devient serré, fin, uni, noir, et la matière reste parfaitement douce comme à la surface des > pièces recuites.
La fonte truitée à fond blanc achève de changer de structure et se cristallise assez profondément, lorsqu'elle rencontre les parois de la coquille, pour qu'elle blanchisse uniformément dans toute l'épaisseur de la masse.
C'est un milieu entre ces deux qualités de fonte qu'il faut chercher. Le produit qui paraît être préférable en général, est la fonte gris-serré, prête à passer au truite. Il est rare qu'un fondeur puisse se tromper en choisissant cette fonte. Toutefois, il est un moyen pratique si sur et si facile de se renseigner sur la qualité des fontes qui conviennent à la coulée en coquille, que ce n'est pas la peine de risquer quelques pièces non trempées ou insuffisamment trempées avant d'être fixé sur la fonte qu'on doit préférer. Il suffit d'avoir une petite lingotière d'essai, d'y couler un échantillon de la fonte qu'on veut employer, et de voir quel est l'effet produit par le refroidissement.
Non seulement lorsqu'il s'agit de fontes trempées, mais dans toutes circonstances où le fondeur a besoin d'être fixé sur la qualité de la
fonte dont il doit se servir, il serait bon d'adopter Tusage de couler en coquille un culot d'essai .
Cette précaution devrait surtout être prise dans les hauts-fourneaux où la qualité de la fonte, soumise aux oscillations que subit fréquemment leur allure, peut varier d'une coulée à l'autre. On serait sûr, après l'examen du culot, que, si la fonte n'est pas trempée, elle ne sera pas blanchie dans les pièces vers les extrémités ou aux bavures. Et l'on pourrait établir ainsi, à l'usage des ouvriers mouleurs, un guide certain qui leur ferait éviter, ce qui arrive souvent, de couler en fonte douteuse des pièces de mécanique ou des objets qui ne peuvent supporter la fonte dure.
Nous nous sommes servi de ce petit procédé pour reconnaître la qualité de la fonte à chacune des coulées des hauts-fourneaux dont la direction nous était confiée et nous l'avons souvent préféré aux essais obtenus par le moyen de culots coulés en sable. Nous ne voyons pas, du reste, que l'emploi des culots en coquille doive dispenser des culots coulés en sable; c'est, au contraire, un double moyen de vérification qu'il est bon de conserver. On y trouve certainement des termes de comparaison extrêmement utiles ; et, comme l'expérience se forme par l'examen et la pratique, n'y rencontrât-on que les moyens d'apprécier sûrement les difiérences que peut présenter une môme fonte à être coulée en sable ou en coquille, et par conséquent le degré de propension qu'aurait cette fonte à passer du gris au blanc, on y gagnerait un indice certain, qui viendrait aider à réformer l'allure du fourneau, si les produits prenaient une nature douteuse.
Nous ne reviendrons pas sur les expériences décrites plus haut pages 14 et suivantes, lesquelles ont signalé, entre autres choses, comme résultat très remarquable et pouvant donner lieu à de bonnes applications en fonderie, les particularités que présente la contraction des pièces coulées en coquille, puis recuites, et l'extrême facilité qu'éprouve, à subir un bon recuit, la fonte grise qui a été primitivement durcie au contact des coquilles.
Nous nous bornerons à rapporter les résultats accusés par de nouvelles épreuves, ayant un but plus directement indiqué vers le sujet qui nous occupe. On trouve eu effet, dans ce qui va suivre, des moyens d'application immédiate de procédés, désormais à la portée de tous les fondeurs, pour la fabrication des cylindres trempés, celle des roues de wagons, des rails, des regards et des bouches d'égout, celle, en un mot, de toutes les pièces qui doivent faire preuve à la fois de résistance et de dureté.
Les moules métalliques employés pour ces épreuves, avaient 0",25 de largeur, 0«',15 de longueur, et 0",05 de hauteur, ces dimensions prises intérieurement, et par conséquent devant être celles des lingots, plus
le retrait. Nous nous servions de cinq lingoUères dont l'épaisseur au fond, comme sur les côtés était : 0,015—0,020 — 0,030—0,040 — 0,050.
De la fonte de première fusion, grise, à grain fin, d'un aspect un peu terne, coulée en même temps dans les cinq coquilles^ n'a pas changé de nature; elle a acquis un grain plus serré et plus noir sur environ 8 à 9 millimètres d'épaisseur, dont la trace n'a pas constitué de trempe, le métal se laissant attaquer par la lime en cet endroit aussi aisément qu'à la surface supérieure du lingot où ne s'est pas fait sentir le contact de la coquille.
Les cin(]t lingots, quoique coulés dans des moules dont le fond présentait une épaisseur variable de 10 à 35 millimètres, n'ont pas paru plus trempés les uns que les autres. Après la coulée, les pièces n'ont pu être moulées qu'en cassant les coquilles. De la fonte de première fusion à grain serré, sans être truitée, toutefois, mais de qualité inférieure à celle de la fonte ci-dessus désignée, a donné, dans les mêmes lingotières, des échantillons présentant une trace de 5 millimètres parfaitement blanche et parfaitement trempée, se détachant nettement de la couche supérieure, dont le grain s'est resserré comme aux essais précédents, mais sans blanchir. Cette dernière couche, qui s'éclaircit et reprend du grain en se fondant avec la masse des lingots, ressent l'effet de la coquille sur une épaisseur moyenne de 14 à 15 millimètres. Les lingots ont pu sortir aisément des coquilles en présentant, sur leur longueur, 2 à 3 millimètres de retrait.
De la fonte truitée à larges taches noires, cellulées de blanc, a donné, dans les cinq essais, un produit complètement blanc, cristallisant en ' aiguilles légèrement obliques et ayant 3 à 4 millimètres de retrait.
De la fonte de deuxième fusion, grise, d'un bon grain, meilleure que la fonte du premier essai mentionné, a donné dans les cinq coquilles des lingots présentant résultats identiques, savoir : un resserrement de grain sur une épaisseur de 14 à 15 millim., comme au premier essai; seulement, ce resserrement s'est prolongé un peu plus loin, les angles des lingots présentant une trace plus blanchie que la lime n'attaque pas. Les différences d'épaisseurs des coquilles n'ont pas davantage influé sur la trempe qu'aux essais précédents.
Les lingots sont sortis difficilement des coquilles, et sur cinq de celles-ci, il a fallu en casser trois, quoiqu'elles eussent une dépouille suffisante pour qu'il fût facile d'opérer le démoulage^ s'il n'y avait pas eu gonflement de la matière.
De ces essais répétés, non seulement avec les fontes que nous venons de désigner, mais avec des fontes de toutes natures et de diverses provenances, des résultats, d'ailleurs, que la pratique nous a fournis, chaque fois que nous avons été appelés à couler des pièces en coquille, nous avons déduit les conclusions suivantes, qui sont parfaitement d'accord
sur certains points avec les résultats déjà signalés par des fondeurs expérimentés, qui modifient sur d'autres points les errements admis par la généralité des praticiens, et qui enfin peuvent aider dès à présent à établir une théorie pratique de la coulée en coquille.
1° La fonte se trempe d'autant moins qu'elle est plus grise. Elle a toutefois, à qualité égale, un peu plus de tendance à la trempe quand elle est coulée de deuxième fusion.
2" Les fontes au coke qui fournisent des truites plus confus et moins tranchés que les fontes au charbon de bois, sont, moins bien que ces dernières fontes, disposées à la trempe. Ou, du moins, la trempe se montre moins saisie, moins nette, moins régulière et d'épaisseur plus inégale.
y La fonte qui se trempe le mieux est la fonte grise fortement avancée, passant à la nature truitée, sans atteindre les limites du blanc.
4° Le retrait de la fonte dans les coquilles est d'autant plus grand que la fonte se trempe davantage, c'est-à-dire qu'elle est moins grise.
5° La fonte grise coulée dans les coquilles et à une certaine épaisseur, peut encore aisément se laisser travailler. Il reste à déterminer l'épaisseur la plus faible qu'on pourrait couler en coquille pour que ce principe subsiste.
6"* L'épaisseur des coquilles ne paraît pas exercer une sérieuse influence sur la trempe. D'où il suit que cette épaisseur doit surtout se déterminer en vue de la solidité de la coquille et de sa résistance, soit à la rupture, soit au gauchissement, en cas de coulées fréquentes.
7* La nature de la fonte pour former les coquilles, est parfaitement iûdifiérente quant à l'eflfet qu'elles doivent produire . Il convient néanmoins, au point de vue économique, de ne pas couler les coquilles en fonte blanche, si l'on veut qu'elles aient quelque chance de durée et de ne pas les couler en fonte trop grise, si l'on veut qu'elles ne brûlent pas ou qu'elles ne se fendillent pas à l'emploi. De là, on pourrait admettre que la meilleure fonte pour la composition des coquilles serait à peu près la même que celle que l'on emploieraitpour couler les pièces en coquille, ou mieux encore, si ce n'était pas une dépense devant laquelle il faudrait s'arrêter en cas de fabrication restreinte, les meilleures coquilles devraient être celles qui seraient coulées, elles-mêmes, en coquilles avec la fonte reconnue la plus convenable pour ce genre de fabrication.
De ces indications, nous pourrions conclure encore que les fontes à retrait prononcé ou les fontes ayant une grande propension au blanchiment, comme certaines fontes de première fusion produites avec une forte charge de minerais et une grande abondance de vent, ne sont pas propres à être employées seules pour la coulée en coquille. Un grand retrait ou un refroidissement trop instantané peuvent amener des
déchirements à la surface de la pièce coulée et la roadre impropre à un bon service.
Un saisissement trop brusque contre les parois de la coquille produit le même effet» notamment dans les fontes qui n'ont pas une chaleur propre très élevée, qui n'atteignent pas une grande limpidité et qui. sont figées ou solidifiées peu d'instants après la coulée.
Pour ces fontes, il s'agit d'arriver à des moyens artificiels de régler le refroidissement, soit en enterrant les coquilles, soit en les entourant de feu pendant un certain temps, soit en munissant les pièces, comme cela se fait dans quelques cylindres de forge, d'un noyau central qu'on vide ou qu'on mouille pendant longtemps après la coulée, de manière à solidifier l'intérieur de la pièce par un arrosement continu. Ce procédé aide à refroidir la masse et empêche que le métal, trop longtemps liquide en son milieu, ne vienne, se contractant plus tard que les parois qui touchent aux coquilles, briser ou arracher ces parois et déchirer ou déformer la pièce en ses surfaces utiles.
Les fontes à brusque retrait, ou sujettes à un changement d'état trop prompt et trop facile, peuvent être corrigées par des mélanges susceptibles de leur enlever ces inconvénients, au moins dans une certaine mesure, toujours possible, pour les rendre propres à la coulée en coquille.
Là, comme dans les fontes devant être obtenues avec des résistances particulières, ou comme dans les fontes appelées à travailler au feu, le choix des mélanges est la base fondamentale d'une bonne fabrication.
Des fontes truitées qui tremperaient trop profondément ou tendraient à passer au blanc, doivent être corrigées par la présence de fontes grises particulièrement disposées pour la trempe, et qui, cependant, employées seules, ne blanchiraient pas ou ne donneraient qu'une trempe insuffisante. Par contre, la nature de ces mêmes fontes peut être transformée, soit à l'aide d'un mélange de fontes truitées ou de fontes blanches, soit au moyen d'une addition de riblons ou de rognures de fer.
La constatation des propriétés de trempe est, comme nous l'avons dit, facile à établir au moyen de quelques essais très simples. En partant des bases qui viennent d'être établies, on est d'ailleurs guidé d'une manière générale, quant au choix des fontes, s'il s'agit de se former une appréciation avant d'avoir procédé à des essais. Nous n'indiquerons donc pas des mélanges qui seraient sans intérêt, du moment où ils ne pourraient pas se généraliser assez pour être admis, par un certain nombre d'usines, tout au moins. Peu de fonderies, d'ailleurs, trouvent dans leurs produits les moyens d'obtenir de toutes pièces, des fontes prenant bien la trempe. Il est même des fontes, qu'elles soient grises ou truitées, qui ne se montrent en aucune façon prédisposées à
sabir la trempe. Aussi, les fontes trempées convenablement sont-elles très difficiles à obtenir, et bien des forges, malgré des recherches et des essais multipliés, ne sont-elles parvenues encore qu'à obtenir des produits variables et incomplets.
Un essai fait accidentellement sur une fonte étrangère admise en France pour la fabrication de Tacier, nous a conduit à admettre qu'en employant une certaine proportion de ce produit avec des fontes quelconques rebelles à la trempe, on arriverait presque à coup sûr à obtenir des produits trempés. Gela nous engage à terminer cette notice par la citation succincte des études que nous avons pu faire à la suite de répreuve dont nous parlons.
La fonte dont il s'agit était de la fonte de Suède, marque B.-S. à grain gris terne, de moyenne grosseur dans la partie supérieure de la gueuse et à cassure blanche, lamelleuse, très éclatante et sans aucune trace truitée dans le fond d'ailleurs coulé en moule métallique. L'épaisseur restée grise, nerveuse et fort difficile à casser, était excessivement tendre, se limait aisément et la tranche y pénétrait profondément comme elle aurait pu entrer dans un lingot de cuivre ou d'étain. La partie durcie, quoique complètement blanche^ cristallisée, se laissait néanmoins entamer par la lime (1).
Dans le lot ayant servi à nos expériences, quelques gueuses, un cinquième environ de l'ensemble, étaient d'un blanc complet et montraient à peine de légères traces traitées à la surface de coulée.
Cette fonte passée pure au cubilot, en prenant une moyenne entre les divers échantillons, a donné aux barreaux d'essai de 0™,04, une cassure tout à fait blanche ; mais, dans les gueuses de grosseur ordinaire la cassure était revenue grise partout, du même gris que celui constaté sur les types. Toutefois, l'enveloppe ou le pourtour de chaque gueuse était légèrement trempé, en accusant une trace blanchie, bien tranchée, avec le reste de la cassure grise.
Le résultat de cette refonte nous ayant fait remarquer ces deux points intéressants : un degré assez élevé de résistance et une certaine disposition à la trempe, nous avons essayé des mélanges dans les deux sens.
Quant à la résistance, nous avons dû reconnaître que le produit dont nous nous occupions, loin d'améliorer les fontes avec lesquelles il
(1) A la marque B. S. et à celle A. B, on peut ajouter la marque C D de Tarlsdahl (Suède) qui représenté des produits d'une qualité supérieure pour la fîeibrication des cylindres trempés et pour la fonte malléable. Les fontes grises^ valent franco : Anvers ou Havre, 180 à 190 francs la tonne et les fontes blanches en petits Ungots pour fontes malléables, environ le même prix, sauf variations des cours.
Tenait se combiner, ce qu'on aurait pu supposer d'après sa résistance propre, ne contribuait qu'à les rendre plus cassantes. En effet, un mélange de :
Fonte de Suède 90 kilog.
Fonte Calder, très noire 10 —
100 kilog.
a donné des barreaux complètement blancs et des gueuses à cassure analogue à celle des échantillons provenant de la fusion de la fonte de Suède pure. Un mélange de :
Fonte Calder, très noire 90 kilog.
Fonte de Suède 10 —
100 kilog.
a fourni des barreaux bien gris, mais cassant au choc, avec boulet de 12 kilogrammes à une hauteur de 0"™,30 seulement et même de 0-,25.
Ce mélange, coulé en coquille, accusait une trempe fine et bien caractérisée, tranchant d'une manière sensible sur le fond gris des lingots.
Un mélange de :
Fonte de Suède 30 kilog.
Fonte Calder 70 —
100 kilog.
a 'donné une trempe bien nette de 0'",005 à 0",006 sur des lingots de 0™,050 d'épaisseur.
Et enfin, un mélange de :
Fonte de Suède 30 kilog.
Fonte Calder 20 — . .
Fonte grise française 30 —
Fonte truité-gris française • 20 —
100 kilog.
Et un autre de :
Fonte de Suède 10 kilog.
Fonte Calder , . . . . 20 —
Fonte grise française 30 —
Fonte truitée française 40 —
100 kilog.
ont révélé des épaisseurs de trempe variables entre CK»,010 et 0",015; mais ces épaisseurs toujours parfaitement blanchies, régulières et bien plus nettes qu'on n'aurait pu les obtenir avec tous autres mélanges où n'aurait pas figuré la fonte de Suède.
Ces épreuves répétées en mélangeant la même fonte avec des fontes de diverses provenances et reproduisant, ce que nous admettons comme très probable, des résultats de même nature, tendraient vraisemblablement à démontrer que les fontes aciéreuses et particulièrement les fontes manganésifères devraient aider à produire en fabrication courante, quoique à doses assez faibles, des fontes en coquille trempées d'une manière uniforme et à des épaisseurs très diverses, ce qui constituerait un véritable avantage pour les fonderies, en leur évitant des tâtonnements souvent assez embarrassants et à la suite desquels elles peuvent ne trouver encore que résultats infiniment variables.
La coulée en coquille n'a pas pour but unique de blanchir les surfaces de la fonte à des épaisseurs plus ou moins grandes, de telle sorte qu'on puisse en obtenir la plus grande dureté et par suite la meilleure durée à remploi, comme travail de résistance et de frottement.
Connaissant les fontes non susceptibles de trempe et tout au plus sujettes à un resserrement de grain pouvant déterminer une augmentation de durée pour certaines pièces, sans cependant avoir reconrs au durcissement jusqu'à la fonte blanche, on a recherché depuis longtemps l'emploi des coquilles. Vers 1847, les ingénieurs Thomas et Laurens prirent un brevet touchant l'emploi des fontes à grain resserré à l'aide de la coulée dite en coquilles minces.
Cette invention admettait des coquilles de faible épaisseur enterrées dans le sable et perdues lors du démoulage de la pièce qu'elles avaient aidé à produire. De pareilles coquilles devaient . avoir pour efifet de resserrer la fonte à la surface, d'augmenter sa densité et son homogénéité, sans la rendre dure et cassante ; en un mot, d'accroître au contraire sa résistance à la rupture et de la priver de toutes espèces de soufflures, piqûres et parties tendres.
Le brevet prévoyait que, pour obtenir les pièces les plus dures dont on pouvait avoir besoin dans l'industrie, il pouvait suffire d'ajouter à la fonte grise 25 à 50 p. 0/0 de fonte blanche, suivant la qualité des fontes.
Que si môme un objet coulé, par exemple un cylindre, se montrait trop dur, il suffisait pour le ramener au point convenable, de le faire recuire au rouge blanc, plus ou moins intense, et pendant un temps variable, suivant l'eflfet à produire.
Les coquilles, devant être enterrées dans une fosse en maçonnerie ou dans un châssis rempli de sable^ étaient admises très minces et
de 6 à 7 millimètres d'épaisseur au plus . Elles devaient reproduire les formes extérieures de la pièce, par exemple, dans un cylindre de laminoir, les cannelures aussi approchées qu'on les veut. L'emploi d'une coquille, même très mince, suffit à resserrer le grain et à le rendre plus résistant.
Ce brevet, tombé dans le domaine public et aujourd'hui à la portée de tous .les fondeurs, était le résultat d'une application faite par un ouvrier mouleur dans diverses usines de la Meuse et de la Haute- Marne. Les procédés indiqués avaient été mis en œuvre aux hautsfourneaux deBussy, près Joinville, notamment, avant la prise du brevet. Dans le principe, les coquilles faites d'une seule pièce étaient perdues . 11 fallait les briser au démoulage. Depuis, on les a faites en plusieurs pièces, afin de pouvoir les utiliser à diverses reprises, autant que possible.
A notre avis, le brevet n'était pas soutenable. S'appuyait-il sur la coulée en coquilles proprement dite ? Depuis longtemps, ce procédé était employé ; la première édition de notre livre, en 1844, en parlait.
Dès 1832, les usines de la Meuse, Sionne, Abainville et Tusey employaient et fabriquaient elles-mêmes des cylindres de laminoirs dits spalards.
S'agissait-il de l'épaisseur des coquilles? On doit reconnaître que, dès le principe, la question d'épaisseur a été controversée. Certains fondeurs voulaient des coquilles excessivement épaisses, afin d'éviter Femballage dans le sable et d'obtenir un durcissement plus net et plus profond. D'autres cherchaient, au contraire, des coquilles minces, troussées et d'un emploi plus économique et plus facile. Nous avons fait couler à Tusey et à Villouxel, en 1839, des cylindres en coquille dont l'épaisseur variait de 0«n,010 à 0«,200 et même 0-,250.
Quoiqu'il en soit, il est resté de ces données, l'épaisseur des coquilles étant indifférente dans de certaines limites, ainsi que nous l'avons expliqué, l'idée des coquilles perdues pouvant permettre d'obtenir des profils divers et celle de se borner pour certaines pièces à chercher le resserrement du grain plutôt que le durcissement complet.
Ces faits démontrés par les expériences que nous venons de relater ne peuvent manquer d'avoir encore un intérêt marqué parmi les opérations de la fonderie. Nous y reviendrons quand nous traiterons du moulage.
Fontes soumises & de hautes températures
Les fontes qui, par leur emploi, sont à même d'éprouver l'action d'un feu plus ou moins actif, exigent une certaine attention de la part des constructeurs et des fondeurs.
Là, comme dans les questions de résistance, les constructeurs doivent rechercher la simplicité de la forme, éviter Tabus des épaisseurs heurtées passant sans transition d'une limite élevée à un amincissement exagéré, redouter enfin toutes complications de saillies et de nervures pouvant gêner le retrait et susceptibles de tendre la matière que, dans cet état, le moindre coup de feu suffit à faire éclater.
Moins la disposition intérieure des fourneaux ou des foyers dans lesquels la fontô doit être placée, peut se prêter à un chaufi'age progressif, régulier, à l'abri de toutes infiuences atmosphériques venant de l'extérieur, plus la forme a besoin d'être étudiée, plus la matière a besoin d'être choisie.
Nous n'avons pas à nous étendre sur l'étude des appareils mettant la fonte en présence d'une grande expansion de calorique. Trop de circonstances spéciales servent de bases à une pareille étude pour que nous puissions songer à l'entreprendre ici. Le point capital dans tous ces appareils, quelle que soit la nature des métaux soumis au feu, doit être évidemment (sauf les cas exceptionnels qui demanderaient uu chauffage violent amené sans transition, ou du moins avec une grande activité), de disposer les foyers de telle sorte que le contact immédiat de la flamme soit écarté et que réchauffement ait lieu graduellement avant d'atteindre son maximun d'intensité. En un mot, et surtout quand il s'agit de la fonte, il faut éloigner soigneusement les coups de feu et les intermittences de température résultant, les uns d'une application trop directe et trop intense du foyer sur un même point, les autres d'un chauffage inégal dû à la mauvaise disposition des foyers, des galeries et des cheminées, ou encore à la maladresse des ouvriers.
Ces accidents peuvent être combattus du moins partiellement, au moyen de galeries et de carneaux établis en vue de protéger les parties métalliques des appareils, en les échauffant progressivement et en prenant soin que la température n'éprouve jamais des écarts trop brusques et n'atteigne pas, dans une même période de chauffage, des limites extrêmes de refroidissement ou d'élévation.
Quand la fonte est coulée sous forme de vases ou de récipients contenant des liquides susceptibles d'être renouvelés à des moments donnés, elle est évidemment moins prédisposée à être détruite par l'action du feu, puisque les liquides lui empruntent une partie du calorique qu'elle reçoit à des doses qui peuvent être d'autant plus graduelles qu'il ne s'opère ni vide, ni vaporisation instantanée. Elle peut dans cette hypothèse, éprouver un recuit plus ou moins prononcé, être altérée à la longue par l'oxydation, se crevasser, se fendiller, et enfin . arriver à s'entr'ouvrir, à s'amincir et à se trouer; mais elle doit durer
longtemps si elle a été coulée dans de bonnes proportions de retrait, et choisie de qualité convenable.
Quand la fonte est exposée directement et isolément au contact du feu, comme dans les barreaux, les sommiers, les supports, etc., ou quand elle forme des récipients servant à la production des gaz ou à réchauffement de Tair, elle est détruite d'autant plus rapidement que les parois protectrices à Tintérieur des appareils sont moins efficaces et que la température est plus directe et plus élevée.
Dans les cornues à gaz, dans les cylindres servant à la fabrication des produits chimiques, dans les appareils à chauffer l'air pour les hauts-fourneaux, la fonte est, par exemple, soumise aux conditions les plus défavorables pour assurer un emploi économique et une durée un peu longue. C'est alors qu'il faut rechercher des qualités toutes spéciales, dont nous avons surtout à nous préoccuper.
La fonte blanche et la fonte truitée fortement avancée, qui sont moins sujettes à une oxydation prononcée et à la déformation que la fonte truitè-gris ou la fonte grise, peuvent être employées avantageusement, comme supports ou barreaux exposés au feu. Mais alors, il leur faut des épaisseurs relativement très fortes, et des proportions telles, qu'on n'ait pas à craindre de les voir se fendre et se briser dès le premier feu.
La fonte grise, et au besoin la fonte noire, peuvent servir à tous les appareils de coction, chauffant des liquides non comprimés, comme les chaudières, les marmites, les casseroles, etc. Pour ces objets, généralement établis à de faibles épaisseurs, la fonte blanche et la fonte truitée seraient cassantes et ne fourniraient pas un bon usage.
La fonte truité-gris ou la fonte gris-serré sont les qualités à rechercher pour les appareils chauffés à de hautes températures où l'on doit redouter, soit la rupture, soit l'amollissement, soit la dégradation rapide résultant d'une oxydation énergique et constante.
Si les fontes blanches et truité-blanc sont en effet susceptibles de se briser facilement avec un chauffage même faible, la fonte grise et la fonte noire se distendent, s'allongent et se ballonnent au point d'amener rapidement, sous des températures quelquefois peu élevées, la déformation complète des appareils.
Plus la fonte est noire, plus, sauf des exceptions bien rares, elle tend au ramollissement et au ballonnement. Elle peut, si elle est de bonne qualité grise et homogène, subir des gauchissements, des allongements et des boursouflements considérables avant d'arriver à se gercer et à se fendre.
Nous avons vu ainsi des cylindres d'appareil à air chaud, coulés à une épaisseur de 0",020 à 0",025, s'allonger et se boursoufler au point de prendre, aux dépens de l'épaisseur, qui se trouvait réduite à 0",010
ou 0°',012, des développements de surface doublant et au delà la surface primitive, sans que cependant la déchirure se fût prononcée.
Les fontes grises de première fusion, susceptibles d'un grand retrait, sont surtout disposées à cette extension prodigieuse des surfaces échauffées (1).
Une fonte de première fusion noire ou très grise, ayant pris beaucoup de retrait, arrive à un allongement qui peut dépasser 0™,08 à 0™,10 par mètre. Cette limite devrait paraître énorme, si nous n'avions pas eu occasion de la constater par quelques expériences faites dans le but d'apprécier l'allongement de certaines fontes surchauff'ées.
Des barres de 0™,025 de côté et de 3 mètres de longueur furent soumises dans un fourneau bien fermé où le chauffage était maintenu également aux températures successives 10O>c, 200^, 300os 400°^ 500<>«. Elles donnèrent, mesurées en plein feu, à l'aide d'un calibre étalon, les allongements suivants :
0,0159 ou 0.0053 par mètre pour la température 100 •« 0.0243 ou 0.0081 ~ — 200««
