Sa ténacité s’accroît

8° . Il perd une partie de sa ténacité , si la différence

DE L’ACIER

de température de la chaude , au milieu dans lequel on le plonge pour le tremper , est trop grande, eu égard à la nature de l’acier; alors sa dureté et son aigreur augmentent. Toutefois si cette différence devient très- considérable, la dureté s’affaiblit et l’aigreur va toujours en croissant, au point qu’on peut à la lin pulvériser le métal.

Tous ces changemens dépendent de l’abaissement de température que l’acier éprouve subitement; ils dépendent par conséquent de la chaude , ainsi que de la température et de la conductricité du milieu réfrigérant.

ii3i. Le volume de l’acier trempé est, d’après Réaumur et Rinman, d’un quarante -huitième plus grand que celui de l’acier non trempé; ou, ce qui revient au même, le rapport de la longueur entre deux barres est comme 144 à 145. Les ouvriers qui emploient ce métal, n’ignorent pas la propriété qu’il a de s’étendre par la trempe ; elle leur cause souvent de grands embarras , si l’acier est ferreux d’un côté, ou s’il est soudé au fer, puisque ce dernier reprend après la trempe la longueur qu’il avait avant d’être chauffé. Il s’ensuit qu’un objet confectionné en fer et en acier doit se courber ou se voiler , d’après l’expression des ouvriers; on est donc obligé de le redresser après le recuit. Cette opération est quelquefois assez longue et difficile, parce qu’il faut étirer le côté ferreux à coups de marteau.

Mais il n’est pas encore certain que tous les aciers trempés augmentent de volume et diminuent de densité. Rinman cite à ce sujet une expérience qu’il a faite sur un excellent acier naturel , dont le volume a étp diminué d’un vingt-septième ou qui s’est rac-

courci par la trempe à peu près d’uu quatre-vingt— unième au-dessous des dimensions qu’il avait avant d’être chauffé. Ce métallurgiste penche même pour l’avis que le meilleur acier possédant la plus grande élasticité, doit diminuer de volume par la trempe, ce qui n’est pas invraisemblable. Cependant on ne peut rien affirmer, faute d’expériences positives. Rinman semble croire que tous les aciers de cémentation se dilatent, tandis que les aciers naturels se retirent. Il est probable que leur degré de résistance et d’élasticité dépend de leur manière de se comporter à la trempe : celui qui s’étend le plus est sans doute le moins tenace et le moins élastique.

Le changement de volume de l’acier doit dépendre du degré de chaleur auquel on le trempe; c’est pour cette raison que l’acier trempé à une très haute température perd sa ténacité, cesse d’être élastique, devient aigre et fragile.

il 32. On regarde souvent la flexibilité comme opposée à la fragilité, mais les corps les plus flexibles ne sont pas toujours les plus tenaces : la cire molle peut servir d’exemple. La flexibilité dépend d’ailleurs de l’épaisseur du corps qu’on examine. Les rubans ffe bois détachés par le rabot, sont extrêmement flexibles, tandis que d’épaisses pièces du même bois se rompent plutôt que de plier. On ne peut donc établir de semblables comparaisons qu’entre des corps de même nature et de mêmes dimensions. Les grosses barres de fer et les lames minces ne peuvent avoir la même flexibilité.

Si l’on compai’e entr’clles les différentes espèces de fer , on s’aperçoit tout de suite que le fer le plus pur est en même temps le plus doux et le plus flexible.

DE L’ACIER

Mais il existe aussi des fers mous peu flexibles ; ce sont des fers d’une très-mauvaise qualité. Les fers mous ne possèdent point d’élasticité ; ce genre de flexibilité n’appartient qu’à l’acier, c’est-à-dire au fer dur*. Il paraîtrait donc qu’il existe une relation entre l’élasticité et la dureté des corps, bien que la dernière ne soit pas la cause de l’autre ; sans -cela la fonte blanche serait élastique. La dureté ne favorise donc l’élasticité que jusqu’à un certain point; passé cette limite, les corps deviennent aigres. Il en résulte

i°. Que l’acier le plus dur n’est pas toujours le plus élastique ;

20. Que les aciers ne doivent être trempés qu’au degré de température qui puisse leur assurer la plus grande élasticité ;

Ce métal approche d’autant plus de la perfection qu’il exige moins de chaleur pour prendre la trempe, parce qu’il ne subit alors qu’uu faible changement dans sa texture. Le meilleur acier est celui qui joint la plus grande dureté au plus haut degré d’élasticité ; ce ne peut être que l’acier le plus pur, dépouillé de toute espèce de matières étrangères, de métaux terreux, de soufre , de phosphore , etc. , et qui forme avec le carbone la combinaison la plus intime et la plus uniforme **. Si l’on donne à l’acier une dureté moins grande que celle qu’il est susceptible de recevoir, il devient plus tenace et moins élastique.

* Le fer le plus doux devient élastique lorsqu’il a été battu à froid, parce que cette opération le durcit. Le T.

** On peut admettre , d’après les expériences de MM. Stodart et Faraday, que beaucoup de métaux et même des métaux terreux pris en très-petite quantité, augmentent la dureté et la ténacité de l’acier. Le T.

i r 33. Pour rendre l’acier le plus élastique possible, on doit donc le tremper à un degré de clialeur déterminé pour chaque espèce. En augmentant la différence de température delà chaude au milieu réfrigérant, on peut augmenter la dureté du métal , mais on le rend plus fragile et l’on en diminue l’élasticité : il parait même qu’en passant une certaine limite , on diminue la dureté.

On voit d’après ce qui précède, qu’on peut modifier la dureté , l’élasticité et la ténacité de ce métal suivant l’usage auquel il est destiné. Quelquefois, par exemple, on le trempe fortement, comme pour les burins , les briquets , les barres à polir , les marteaux , les forets de mineurs, les ciseaux de tourneurs, les enclumes et tous les instrumens qui , devant entamer les pierres , le fer et l’acier , doivent être essentiellement durs. On donne une trempe moins forte, celle qui fait ressortir toutes les qualités de l’acier, aux lames de sabres , à tous les outils des ouvriers en bois , aux rasoirs, aux hache-paille, etc. On trempe à un degré plus faible les couteaux de table, les ressorts qui doivent soutenir de fortes secousses et des torsions , quoiqu’il vaudrait mieux dans ce cas les tremper d’après la nature même de l’acier et adoucir ensuite ces objets par une seconde chaude appelée le recuit.

i i34. On peut augmenter ou diminuer le degré de trempe de deux manières : soit en faisant varier la température et la conductricité du milieu réfrigérant , soit en changeant le degré de chaude du métal *.

* Toutefois il ne faut pas croire qu’on puisse produire le même effet par la trempe , en augmentant ou en diminuant la température de l’acier et celle du milieu réfrigérant , du même nombre de degrés , ce qui ne changerait pas leur différence. Si par, exemple,

DE L’ACIER

La première de ces méthodes est la meilleure * , car si les chaudes ne sont pas assez intenses, la trempe produit toujours un efïèt imparfait 5 et si l’on donne à l’acier un trop haut degré de chaleur, il devient trop aigre.

La grande difficulté cousiste à connaître et à donner le degré de chaleur convenable à chaque espèce d’acier. Quoiqu’on sache bien que l’acier doux exige une chaude plus intense que l’acier dur, il est difficile de déterminer avec exactitude les différens degrés de chaleur auxquels les aciers doivent être chauffés , parce que l’on ne connaît aucun moyen facile de mesurer les hautes températures. On est donc obligé de s’en rapporter à l’expérience des ouvriers, dont le coup d’œil peut être trompé par une foule d’accidens. La difficulté augmente encore à cause des grandes variations qui existent dans les différens aciers. Cependant on ne peut juger de l’intensité des chaudes que par la couleur du métal , qui s’éclaircit en passant par des nuances presqu’insensibles .

Entre le rouge brun et la chaleur blanche sont compris les nombreux degrés de température auxquels on effectue la trempe. Si l’on chauffe au rouge brun seulement, la trempe produit peu d’eftet ; si au con-

un acier chauffé à 5o° de Wedg, et plongé dans l’eau dont la température serait égale à o, parvenait à son maximum de dureté et d’élasticité, cet acier deviendrait moins dur, si l’on augmentait la chaude et la température de l’eau d’un 1/2° de Wedg — 36° centigr. Le 1/2 0 de Wedg ajouté à la chaude ne serait guere sensible ; l’ouvrier n’aurait même aucun moyen de le distinguer ; mais les 36° centigr. donnés à l’eau, ramolliraient la trempe considérablement. Le T.

* Il y a dans l’original la dernière de ces méthodes , etc. , mais c’est probablement une faute d’impression. Le T.

6oo

traire on pousse la chaleur jusqu’au blanc, l’acier devient extrêmement aigre, fragile et même tendre. Mais cés deux termes extrêmes diffèrent entre eux de 90 degrés de Wedgewood, et malgré cette énorme différence, on ne peut distinguer à l’œil A’--manière précise , que deux points , le rouge et le rouge rose.

On a proposé de faire des alliages métalliqu fondraient à des températures déterminées, et dans lesquelles on ferait rougir l’acier, afin de lui donner toujours le même degré de chaleur, du moins pour des objets délicats; mais ce procédé est inexécutable , car la plupart des métaux se liquéfient à une chaleur au-dessous du rouge rose. Les alliages des métaux réfractaires avec les métaux fusibles sont encore inconnus et difficiles a composer; souvent même on ne peut y parvenir.

Voici un tableau de la fusibilité des métaux d’après Thomson :

Mercure à. ... — 32°Réaumur — Wedgewood.

Arsénic -f- i63 —

Etain 1 68 —

Bismuth 2o5 —

Plomb et tellure. 23o —

Zinc. ...... 296 —

Antimoine. . . . 3 46 —

Rouge brun — o »

Laiton 2i° »

Argent 22 »

Cuivre 27 »

Or 3a »

DE L’ACIER. 601

Rouge rose 80 »

Chaleur blanche . . 90 »

Fer cru ib5 »

Cobalt i3o »

Fer pur ». i58 »

Manganèse Rhodium Palladium Iridium .

Osmium .

Nikei . .

Platine, chrome, urane

Molybdène, wolfram, titane, colombium.

Les degrés de chaleur auxquels il faut tremper les diverses espèces d’acier, sont par conséquent compris entre 40 et 80 degrés de Wedgewood. On ne peut en juger que par la couleur du métal rouge de feu. Lorsque l’expérience les a fait connaître, il est encore difficile de les saisir chaque fois avec exactitude. Pour les trouver, Rinman propose de faire étirer l’acier en lui donnant une pointe alongée, d’en chauffer l’extrémité au blanc soudant , en sorte que snr une longueur de 5 à 8 centim. il soit rouge brun, de le plonger verticalement dans de l’eau froide , de détacher ensuite de cette barre de petits jnorceaux à des distances très-i-approchées et de juger du degré de chaude qu’on doit employer par l’aspect du grain joint à sa dureté, qu’on éprouve au moyen d’une lime.

Cette expérince exigerait une grande habileté de la part de l’ouvrier , qui devrait d’ailleurs la répéter plusieurs fois et remarquer avec beaucoup d’attention la couleur de l’acier aux endroits où il voudrait enlever les morceaux.

(^uel que soit du reste l’emploi auquel on destine ce métal , on fait bien de le chauffer toujours au degré de chaleur approprié à sa nature , sauf à en augmenter, s’il est nécessaire, la dureté par la substance qui sert à le tremper, et la ténacité au contraire, par l’intensité du recuit : c’est le meilleur moyen d’éviter les excès.

1 1 35. Le liquide dans lequel on trempe le plus ordinairement l’acier est l’eau froide. Pour empêcher qu’elle ne s’échauffe , on doit l’employer en grande masse ou se servir de préférence d’une eau courante. L’eau chaude durcit l’acier moins fortement que l’eau froide. On peut donc donner au métal une chaude un peu moins intense pendant l’hiver que pendant l’été, d’autant plus qu’alors on est à même de refroidir l’eau en y ajoutant de la neige ou de la glace.

On croyait anciennement que la nature de l’eau qui servait à la trempe exerçait une grande influence sur la bonté de l’acier. Il est assez vrai que l’eau de puits contenant des sels en dissolution , donne plus de dureté au métal que l’eau de rivière, mais cette différence est peu sensible : le point important, c’est la température de ce liquide.

Le mercure trempe plus fortement que l’ea.u, mais il aigrit l’acier; on ne peut donc s’en servir. Le plomb, l’étain, le bismuth, employés à l’état solide et mis en contact avec l’acier rouge de feu qui les ferait entrer en fusion, ont été proposés comme milieux réfrigéi*ans : on n’en fait point d’usage *.

Pour obtenir un degré de trempe plus faible, on peut agiter l’acier dans un air froid et humide ou l’ex-

* Voyez la note que nous avons ajoute'e au paragraphe 1 138. LeT,