D6 LA TÉNACITÉ DU FER

^o. Nous appellerons ténacité d^ua corps ^ la résistance que toutes ses parties sollicitées à la fois peuvent opposer à une puissance extérieure qui tenterait d'en rompre la con*r tinuité /*'. Cette résistance peut se manifester de différentes manières : soit comme élasticité ^ malléabilité^ ou ductilité^ soit comme roideur. On Fappelle ténacité absolue^ si elle est mise en )eu par deux puissances directement opposées qui tendent à séparer les parties du corps. Elle porte le

* En ëprourant la tënacit^ ou la résistance du fer , toutes ses parties sont sollicîtëes à la fois ; elles le seront au même degré , lorsque la force qui tend à le rompre agit dans le sens de la longueur d^ane barre , et inégalement lorsqu''elIe fait un angle atec cette direction. La dureté et la ténacité des corps dépendent donc de leur force de coh^ion ; mais il paraié que , selon la forme ou Farrangement des molécules , elle est modifiée dans les corps durs et cassans d'une autre manière que dans les corps dors et tenaces : dans ceux-ci , les molécules peuyent se déplacer, glisser les unes sur les antres sans cesser de s^attirer; dans les corps durs et cassans , la force de cohésion peut être toute aussi grande ; mais^ par une raison que nous ignorons et qui tient probablement 9 Tarrangement des molécules ou à la forme de leurs groupes, il ne faut quW léger déplacement dé ces molécnles pour les faire sortir de leur sphère d^activité. Le T.

nom de ténctcité relative^ si les deux puissances opposées^ au lieu de tirer sur le corps ^ le compriment ou tendent à en rapprocher les parties. Enfin ^ on la qualifie de ténacité respective ^ lorsque les deux puissances font un angle avec la direction selon laquelle les parties du corps tendent à se rapprocher: on éprouve alors sa flexibilité. Un corps est donc plus ou moins fragile^ quand il est plus ou moins dépourvu de ténacité respective«

Il résulte des recherches de plusieurs naturalistes^ que le fer surpasse tous les autres corps en ténacité^ mais on ne connaît pas au juste Tinfluence que les différentes modifications du fer ductile peuvent exercer sur cette précieuse propriété. Suivant Tusage que Ton veut faire de ce métal ^ on donne la préférence tantôt au fer fort et dur^ tantôt au fer fort et mou: le premier parait être plus ductile et plus fort^ le deuxième^ plus malléable^ car les diverses modifications de la ténacité des corps ne sont pas entre elles en proportion : il existe des substances qui possèdent un assez haut degré de résistance^ sans être ni extensibles ni malléables. H faut donc avoir égard à la manière dont on agît sur la ténacité des diverses espèces de fer.

71. On doit nécessairement penser que la résistance absolue des barres est en raison directe des surfaces quW veut séparer. Cependant Texpérience ne confirme pas toujours cette règle. Il arrive souvent que le fer offre une résistance plus ou moins grande que celle qu^ü devrait avoir d'après son équarrissage:j ou bien que des barres dont Taire de la section reste la même ^ mais dont Tépaisseur et la laideur varient^ présentent des résistances différentes. La cause de cette anomalie provient soit des changemena que subit le corps pendant qu''on en éprouve la ténacité, soit d'aune véritable différence de composition chimique. Dans les objets en fonte , on doit avoir égard à la position des moules , à la différence de température du métal liqwde^

et enfin aux circonstances qui accompagnent le refroidis-* sèment. Il s^ensuit quHl est extrêmement difficile de déterminer la résistance absolue du fer considérée dans ses trois états différens, et de faire concorder les résultants des expé- •riences.

Il n'existe point de corps parfaitement roides. Tous s'alongent plus ou moins avant de se rompre. Le premier effet de la force employée pour produire la rupture , consistera donc à étendre la barre ^ et la quantité dont le fer s'^alonge sera proportionnelle à la puissance employée. Il existe une certaine limite où il ne reprend plus sa longueur primitive, lorsque la puissance a cessé d'agir. 1^ Ton admet que la cohésion du métal n'est pas sensiblement altérée jusqu'à cette limite et qu'elle commence seulement à l'être lorsqu'il a perdu son élasticité, les expériences sur l'extensibilité du fer seront de la plus haute importance pour son emploi , puisqu'elles indiqueront les bornes qu'on ne doit point dépasser, en chargeant les barres.

L'extension qui précède toujours la rupture , jette la plus grande incertitude sur la détermination de la résistance du fer. Le chiffre donné par l'expérience n'est donc pas celui qui convient à la grosseur de la barre employée^ mais il se rapporte à la grosseur que la barre avait immédiatement avant de se rompre. Si cette puissance était rapportée à la grosseur primitive de la barre, le résultat indiquerait une trop faible résistance. C'est pour cette raison qu'on a fait aussi des essais sur des fils d^ fer qui avaient déjà éprouvé un alongement.

On fabrique le fil de fer par des procédés particuliers, en donnant au métal des recuits après l'avoir étiré de certaines quantités. D'un autre côté, dans la préparation du fer, sa ténacité relative est mise en jeu, par l'action du marteau ou des laminoirs. Enfin , toutes ces opérations se passent à des températures très-élevées , qui facî-

litent le déplacement des molécules^ de sorte qu'Uni j)as étonnant que la résistance absolue d^une même espèce de fer à Fétat de fil soit plus grande qu'^elle ne le serait pour de plus fortes dimensions« On voit donc quVn général la résistance d^une même espèce de métal doit va"* rier avec la grosseur des barres.

Ajoutons encore que la détermination de la résistance absolue devient aussi très^incertaine par la manière d^opérer ^ parce que les puissances employées agissent toujours sur des appareils intermédiaires assez compliqués. En admettant même qu^on parvienne à calculer avec précision leurs momens ^ oji ne parvient pas à Êdre avec une exactitude rigQureuse les corrections relatives au frottement^ au ployément des leviers ^ au balancement et à Fébranlement occasionné par les augmentations successives des charges.^

^2. Diaprés les expériences de M. Tredgold^ la résistance du bon fer d^Angleterre serait telle quWe barre carrée sollicitée par un poids évalué à 1 2 ^4^ P^^ millim. carré de la section transversale^ ne subirait point de changement notable dans la texture ^ et que Falongement éprouvé serait de ou de 0^0007 1 4 de la longueur primitive.

M. Duleau admet que le fer s^étend de 0^000 1 si um poids de ^ par millimètre carré de la section transversale ^ tire la barre dans le sens de sa longueur. Il s^ensuit que 1 2^^4^ produiront un alongement de 0^00062^ ce résultat est peu. différent du premier, ^accroissement de longueur serait de o^ooo3 si le poids était de 6 : c'^est^ diaprés cet auteur^ la limite dans laquelle le métal conserve son élasticité ^.

* On sent que cette limite dépend de la nature du fer , et qu^il ne peut être question ici que dWe approximation , dWe régie de prudence. M. Duleau cite lui-même des exemples de bons fers qui ayaient éprouy^ un alongement de 0,0009 et même de 0,0013 , sans que leur élasticttë lut détruite. Peut-être devrait-on reculer cette limite pour les fers reoonnua de bonne qualité : on serait plus d^accord avec la pratique. Tredgold Ta fixée au double , diaprés ses propres expériences. Le T.

Au reste on ne peut supposer les alongemens propor^ tionnels aux charges que pour de faibles poids. Ils suivraient une loi progressive plus rapide ^ si le fer était soumis à de fortes tractions. Pour observer sur une grosse barre les alongemens correspondans à des tensions consi-* dérables , M. Telford prit un cylindre de fer forçé qui avait 304^76""*^ de longueur^ 50^79"*^ de diamètre et dont la section transversale était parconséquentde 2025^33"** car-* rés. Ce cylindre fut chargé de la manière suivante.

tonneaux

KOO

Sl.g

aa,54

ExTsxsioir.

OBSERVATIONS

o,oo83

o,oio4 o,o3o8 p,oai6

o,o3ia

o,iia o,i83

La baiTe se retira de 0,001 7 après mi^on eut enleyé les poids ^ de sorte qu^elle conserva un aloügement de 0,0066 (à peu près une %kie pa^ pied).

lyiême effet, 1

Jd.

id.

La barre ne se reti^ plus après que les poids furent enlevés.

Le diamètre avait diminué de o,3i8 nûllimètres.

La barre se rompit et le diamètre avait été diminué dW cpart.

A la première de ces expériences^ Talongement s^est déjà trouvé de 0^008 3 pour une charge qui n^était pas encore le double de celle qui nVvait preduit à M. Trédgoïd quVne