I. Propriétés dss alliages du cuivre

Le cuivre joue un rôle immeDse dans Tindustrie; son utilité est coDsidérablement accrue par la faculté qu'il a de former, en s'unissant à divers métaux, des composés jouissant de propriétés spéciales, n'appartenant pas aux éléments qui les forment.

On change aussi bien les propriétés du cuivre en ralliant à différents métaux, qu'en variant les proportions de l'alliage. Ainsi, en fondant une même quantité de cuivre avec des quantités de plus en plus fortes d'étain, on obtient successivement le bronze des canons, le métal des cloches^ celui des tam-tams et celui des

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miroirs. Chaque alliage est donc pour Tindustrie un métal nouveau qui pourra être plus ou moins utile, suivant ses propriétés physiques ou chimiques.

Les alliages sont en général moins ductiles, plus durs et plus tenaces que le cuivre ; leur densité est tantôt plus grande, tantôt plus petite que la densité moyenne des métaux employés. Leur couleur varie du rouge cuivre, au jaune et au blanc, selon les proportions de métal blanc qu'ils renferment.

Les alliages sont généralement plus fusibles que le cuivre; lorsqu'ils sont fondus et qu'on les abandonne au refroidissement tranquille, ils cristallisent confusément, mais souvent aussi se séparent en couches dont la composition et la densité sont différentes. Ce phénomène a reçu le nom de liquation. Pour obtenir un alliage à peu près homogène, il est nécessaire d'accélérer autant que possible le refroidissement ou d'agiter la masse pendant qu'il a lieu. Certains alliages, par un refroidissement très lent, donnent des cristaux bien déterminés appartenant à des composés déânis.

En chauffant un alliage, qui contient un métal volatil, à une température supérieure au point de fusion, une partie du métal volatil se dégage; mais les dernières portions restent dans l'alliage. Cette décomposition par la chaleur est d'autant moins complète que les deux métaux ont plus d'affinité l'un pour l'autre; les limites auxquelles s'arrête l'action du feu sont déterminées par des combinaisons en proportions définies.

PROPRIÂTis DES ALLIAGES DU CUIVRE 77

En chauffant certains alliages, contenant des métaux très fusibles, on obtient une décomposition presque complète de l'alliage. Ainsi, lorsqu'on chauffe un lingot d'alliage cuivre, étain, jusqu'au point de fusion de rétain, celui-ci s'écoule, et il reste une masse poreuse, contenant encore de petites quantités d'étain. Cette liquation est un grand obstacle au moulage des grosses pièces.

Les alliages fondus soumis à Télectrolyse perdent leur homogénéité quand le courant les traverse : lorsqu'on refroidit brusquement les vapeurs d'un alliage volatilisé dans l'arc voltaïque, chacun des métaux se condense séparément, et l'alliage est détruit.

On a beaucoup discuté la question de savoir si les alliages sont des mélanges ou des combinaisons. La possibilité de les obtenir cristallisés, le phénomène de la liquation, la marche du refroidissement dans leur masse montrent que les alliages sont des combinaisons définies avec excès de l'un ou l'autre constituant.

Selon la proportion des éléments qui les composent et selon la température à laquelle ils ont été coulés, ils sont formés par des combinaisons différentes des métaux constituants; ces combinaisons intimement mêlées à l'excès des métaux constituants donnent aux alliages leurs propriétés particulières. Elles peuvent être, sous Vaction de la chaleur, ou détruites ou remplacées par d'autres plus stables, ce qui explique la variation irrégulière de la résistance à la rupture des différentes

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allonges^ lorsqu'on augmente progressivement leur température.

Dans le plus grand nombre des cas, les alliages se comportent à Tégard des réactifs comme le feraient les métaux pris isolément ; cependant ils offrent quelquefois une résistance plus grande à l'action chimique. Ainsi le bronze d'aluminium, les bronzes au phosphore et au manganèse sont bien moins attaquables par les eaux acides que le cuivre et le bronze purs. Mais, d'une manière générale, les acides se comportent, à l'égard des alliages, comme avec le métal prédominant.

Nous allons examiner les propriétés physiques et chimiques des principaux alliages du cuivre en réservant leur étude industrielle pour un chapitre suivant.

Alliages Cuivre-Étain. — Les alliages cuivreétain sont très employés dans l'industrie sous le nom de bronzes ; ils offrent des propriétés intermédiaires entre celles du fer et celles du cuivre.

Lorsqu'on ajoute au cuivre de petites quantités d'étain, le métal devient nerveux, tenace, et susceptible d'un beau poli; si la proportion d'étain dépasse 15 pour 100, la ténacité diminue, mais la dureté augmente. L'alliage 65 cuivre, 35 étain, devient inattaquable à la lime, mais il se brise lorsqu'on le laisse tomber.

Cette fragilité et cette dureté remarquables persistent jusqu'à l'alliage 50 cuivre, 50 étain. Dès que la proportion d'étain est supérieure à celle du cuivre, le métal se

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radoucit; la combinaison 10 cuivre, 90 étain, redevient tenace et molle, et celle de 1 cuivre, 99 étain, peut être d un usage utile pour la fabrication des poteries.

Le même phénomène se produit avec la plupart des alliages du cuivre; lorsqu'un des éléments cesse de dominer, la composition obtenue perd toutes ses qualités et devient complètement inutilisable.

Les bronzes riches en étain augmentent de densité par la trempe, tandis que le recuit diminue la densité du bronze trempé, quoique dans une moindre proportion.

La composition cuivre 99, étain 1, appelée bronze des médailles, est malléable à chaud; celle du cuivre 95, étain 5, ne l'est plus qu'à froid, de même que celles cuivre 80-90, étain 20-10, qui sont employées dans la construction des machines. Les alliages cuivre-étain, ne suffisent pas à tous les usages industriels ; ils sont assez difficiles à travailler, et ont l'inconvénient d'être chers.

C'est en ajoutant du zinc^ du plomb ou d'autres métaux aux alliages de cuivre et d'étain, que l'on obtient toute la série des bronzes qu'on rencontre dans le commerce.

Alliages Cuivre-Zinc. — Ces alliages sont connus sous le nom de laitons ; ils présentent des propriétés analogues à celles des alliages de cuivre et d'étain. Leur malléabilité, leur ductilité, la finesse de leur grain diminuent à mesure que la proportion de zinc augmente, et disparaissent lorsque les proportions des deux mé-