XXI* LEÇON. — PROPRIÉTÉS DES ALLIAGES

290. Propriétés chimiques des alliages. — L'action éc ilivers agents sur les alliages est souvent modifiée par l'état de tninbinaison; ainsi, l'action de l'oxygène, par exemple, est géut^rsilement moindre sur les métaux alliés que sur les mêmes niétLiux isolés. Un équivalent de fer et deux équivalents d'alumitiiuin forment un alliage inoxydable, et cependant on sait que le iï^r se rouille. (Calvert et Johnson.) Les exceptions peuvent être prévues : supposez un alliage formé de deux métaux, donlTuii, en s'oxydant, donne naissance à un acide, et l'autre à une base ; dans ce cas, l'oxydation marchera très-rapidement. Ainsi, Je« alliages d'étain et de plomb, de chrome et de plomb, d'antimoine et de fer, d'antimoine et de potassium, etc., etc., s'oxydent a^ec une si grande facilité que plusieurs d'entre eux deviennent incandescents.

En discutant le phénomène de l'oxydation des alliages^ il ne faut pas perdre de vue l'influence que peut y exercer rélcr incité. Les premières portions d'oxyde qui se forment modifieiiL^ par leur contact, les conditions électriques de la masse, et, selon les circonstances, elles retardent ou hâtent l'oxydation, ou bien encore elles la dirigent sur un élément plutôt que sur un au Ire. Bien qu'il soit difficile d'établir des règles à cet égard, on ptnit admettre qu'en général l'action de l'oxygène sur les alliages est moindre que celle que ce gaz exerce sur les métaux séparés, et que parfois elle se porte exclusivement sur celui des me I aux qui est le plus oxydable; en sorte que l'un des éléments de l'alliage est mis à nu, tandis que l'autre est complètement osy dé. C'est là-dessus que repose le procédé de la coupellation.

On a fait des observations semblables relativement à rartîon des acides; mais nous remarquerons ici une circonstance i|ue l'on ne rencontre pas dans l'action de l'oxygène : il n'y a pus d'alliage formé de métaux oxydables qui ne soit tôt ou lard altéré par l'air, tandis qu'il y en a qui ne se laissent pas atta^iu cipar les acides, bien que leurs éléments séparés le soient t'urt bien. Une particularité doit encore attirer notre attention : ;j apposons un alliage composé d'équivalents égaux d'argent cl de cuivre; il résistera quelque temps à l'action de l'acide azotique faible; cependant cet acide attaque- immédiatement les rkux métaux séparés. D'après M. Karsten, le cuivre et le zinc, allies dans la proportion d'un équivalent de chaque métal, ne sonl pas attaqués non plus par l'acide sulfurique étendu ; mais si, dans ces deux alliages, il y a un peu plus d'un métal que de l'autre

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(de cuivrOj pat- exemple, dans le premier, de nnv dans le second), l'action se manifeste aussitôt et continue jusqu*à la fin.

Certains alliages, contrairement à ceux dont nous venons de parler, deviennent sensibles à des actions pour lesquelles les métaux qui les composent sont indifférents. L'alliage le plus remarquable à cet égard est celui de Cooke. Ni l'antimoine ni le zinc ne décomposent l'eau à 100% mais 57 parties d'antimoine fondues avec 43 parties de zinc, constituent un alliage cristallisé qui, bouilli avec de l'eau, fait dégager un mélange d'oxygène et d'hydrogène.

291. Préparation des alliages. — Le procédé le plus suivi^ pour préparer les alliages, consiste à fondre les métaux soit simultanément, soit successivement. On remarque presque toujours un dégagement de chaleur. Rien ne met plus en évidence ce phénomène que l'expérience suivante : dans une cloche courbe contenant de l'azote, et disposée sur la cuve à mercure, on introduit un peu de potassium et un fragment d'antimoine; avec ime petite lampe à alcool, on chauffe légèrement les deux métaux qui doivent se toucher : le potassium fond, et un instant après, l'antimoine entre en combinaison avec lui en dégageant une chaleur si forte que la masse s'embrase.

Lorsque les métaux sont oxydables, ce qui est le cas le plus fréquent, on les fond après les avoir recouverts de charbon en poudre, destiné à réduire les oxydes à mesure qu'ils se forment.

Si l'un des métaux est volatil, on se sert de son oxyde et de charbon : celui-ci le réduit peu à peu, et le métal, pouvant s'alliera mesure qu'il devient libre, ne se volatilise pas. Dès que la fusion est complète, on brasse le bain avec soin pour le rendre homogène, puis on le coule dans des moules de forme déterminée, ou dans des lingotières.

Quand la masse d'un alliage est assez considérable, il devient presque impossible de l'obtenir homogène. Ce que nous avons dit précédemment lô montre assez. Les alliages ordinaires fondus pouvant être considérés comme une dissolution d'une ou de plusieurs combinaisons métalliques dans une substance de nature métallique elle-même, on conçoit que, par le refroidissement, les principes dissous se séparent du dissolvant en vertu de la différence de densité ; dès lors, l'homogénéité est détruite, et certaines qualités (ténacité, dureté, etc., etc.) qui en dépendent sont singulièrement modifiées. On trouve un exemple remarquable de ce fait dans le bronze des canons. Si l'on analyse différentes

XXI* LEÇON. — PKÉPABATION DES ALLIAGES* Aî5

parties d'un canon qui aurait été fait avec un alliage composé de 100 'parties de cuivre et 11 d'étain, on trouvera de lelïes difiifrences que, pour ce dernier métal, elles peuvent aller du simple au double. On pourrait diminuer cet inconvénieni par un refroidissement rapide deTalliage; maisce moyen est impraticable lorsqu'il s'agit de grandes masses, surtout quand elles sont coulées dans des moules non métalliques, et par conséquent mauvais conducteurs de la chaleur. Quelques fondeurs j en soumettant Talliage liquide à une forte pression, prétendent gènor ainsi le mouvement moléculaire et entraver, autant que possible, la formation des cristaux : à cet effet, ils coulent à la partie supérieure des [pièces une masse considérable d'alliage^ masse qu'ils nomment masselotte : la portion qui est dans le moule, pressée de la sorte, paraît mieux conserver son homogoneité. Dans quelques cas, cet effet est produit avec plus de eertîtiide par un ébranlement communiqué à la masse fluide au moment où elle va se figer.

Cette espèce de partage, qui a lieu dans les grandes masses d'un alliage, fait penser qu'il n'est pas indifférent de préparer ces composés en ajoutant les métaux dans un ordre quelconque^ et que deux alliages dans lesquels l'analyse fait reconnaître dm proportions identiques de mômes métaux, peuvent néanmoins être doués de propriétés différentes. Dans' le conflit d'affinités mises en jeu par le contact de plusieurs métaux en fasion, il faut voiry action mutuelle des métaux élémentaires et celle des combinaisons métalliques. L'action chimique muLuollc des métaux doit être d'une nature aussi complexe que celle des autres agents chimiques. On sait que l'on obtient deux résultats différents, selon que l'on verse le liquide A dans le Liquide B, ou bien celui-ci dans l'autre. On sait aussi que, si l'on allie 90 par* lies d'étain à 10 parties de cuivre, et qu'on y ajoute ÎO parties d'antimoine, on n'obtient pas le même résultat que si Ton commence d'abord par allier l'antimoine à l'étain : la composition des deux alliages sera la même, mais leurs propriétés seront différentes. On prétend que les bouches à feu d'aujourd hui ne valent pas celles fondues sous le règne de Louis XIV. 11 est vrai que celles-ci renferment un peu de zinc, mais il est viai aussi de dire que nous n'avons pas amélioré les nôtres en leur ajoutant de ce dernier métal. Observons cependant, avec M. Laboulaye, que les fondeurs de Louis XIV ne mettaient pas directement du zinc dans l'alliage des canons, mais bien du laiton, c'est-à-dire

Ht XXt* LEÇON. — PRÉPAftATlOH DES AlLIAGES.

an second alliage zincifL^re dont raclioii pouvait être tout autre que celle exercée par le zinc seul. Ainsi en fait de préparation d'alliages, il ne faut pas dédaigner le modus facimdi décrit dans les recettes.

Il resterait à parler des alliages sous le rapport de leurs applications : mais on apprendra avec plus d'intérêt les détails dans lesquels nous entrerons à ce sujet, lors de l'étude spéciale des métaux.

Nous terminerons en donnant une idée des qualités qu'apportent dans les alliages les métaux qui en font partie comme auxiliaires, et non pas comme éléments principaux.

Le mercure, le bismuth et l'étain entrent en petite proportion dans les alliages pour augmenter leur fusibilité ; le bismuth et Tétain, employés en plus forte proportion, contribuent à augmenter, Tun la dureté, l'autre la ténacité : si, en effet, on ajoute 8 parties d'étain à 100 parties d'alliage pour les caractères d'imprimerie (plomb-antimoine), celui-ci devient plus tenace et sou grain plus fin ; et si, à un alliage de plomb et de bismuth, qui fondrait à 200°, on ajoute une faible portion d'étain, on peut faire descendre son point de fusion jusqu'au-dessous de tOO*». De petites quantités de plomb, de zinc et de fer servent à augmenter la dureté : ainsi le laiton (cuivre et zinc), enrichi de quelques centièmes de plomb, ne graisse plus la lime ; le bronze (cuivre et étain), auquel on aurait ajouté un peu de zinc, ou un peu de fer, ou bien un peu de laiton, devient plus dur et résiste mieux aux ébranlements. Le cuivre, lorsqu'il est associé avec l'étain, contribue à augmenter la ténacité : un peu de cet alliage, ajouté à celui des caractères d'imprimerie, le rend beaucoup plus résistant. (M. La bodlaye.) Enfin l'antimoine et l'arsenic rendent les alliages beaucoup plus durs et plus cassants.

Ce qu'on vient de dire sur les modifications qu'apportent aux alliages les métaux auxiliaires, peut être résumé dans le tableau ci-joint :

Mercure \

Étain j augmentent la fusibilité.

Bismuth )

Ét4in i , ^^ .^^

Cuivre ) - la ténacité.

Plomb j

Zinc i

l^^'"' •• - la dureté.

Bismuth /

Antimoine |

Arsenic