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érUDB DES PROPRIÉTÉS t)KS DIVSR3 AaBHS 773

" outil.s soumis à des chocs tels que forets lie mine, ciseaux Â rroi<l, etc.

Dans des teneurs voisines de celles qu'on recherche pour le chrome,

soit de 1 à 2 ou 2,3 0, le tungstène ne donne pas à l'acier des pro-

pritïtés bien supérieures à celles que lui donnerait le chrome à teneur

égale.

L'acier à 1,3 de carbone et 0,78 0/0 de tungstène convient très bien pour le métal des filières; dans <les teneurs de 1 à 2 0,0 on peut l'employer avec succès pour la fabrication de certains ressorts que l'on veut très élastiques.

En résumé, quand on recherche des aciers très durs pour outils, la teneur en tungstène peut croître beaucoup ; dans les autres cas tout en pouvanlfilre supérieure à celle du chrome, la teneur en tungstène peut osciller entre 1 et 3 à 4 0, pounu que la teneur en carbone ne soil pas trop forte et n'excède pas i it 2 0/0,

L'acier au tungstène ne se forge qu'entre le rouge cerise et le jaune, et encore avec difficulté, ce qui restreint beaucoup son usage. Après plusieurs réchaulfages, il s'oxyde et perd ses propriétés spéciales ; cette formation d'acide tungslique, fort préjudiciable du reste à la ténacité du métal, peut se faire même lors d'un premier chauffage, pour peu que l'îilmosphère soit oxydante.

Pour les teneurs de 6 à 12 0/0 de tungstène la Irenqie est inulilr, ri le peut même être nuisible et provoquer des lapures :pûur les teneurs inférieures, il ne semble pas que cette opération soit délicate, elle rend le métal très dur et lui donne une structure presque vitreuse.

Les résistances à la traction oscillent, selon les teneurs de C et de tungstène, entre des limiles très grandes etsuivant des lois non encore éciaircies. Pour un acier refroidi lentement après forgeage l\ varie de 48 à 74 kilos, E de 33 à 44 kilos par mm*.

Pour un acier trempé à l'huile et revenu, R varie de 3 à 100 kilos, E de 33 à 75 kilos par mm*.

I^e revenu après la trempe exerce sur les propriétés mécaniques des aciers au tungstène une action analogue à celle qu'on constate pour les aciers au carbone.

L'allougcmenl varie dans de très grandes limites; il en est de même pour la striction. Aux teneurs maxima en G et en tungstène, iît peut descendre jusqu'à 3 ou 4 0/0 après trempe.

- Aciers à l' aluminium . — L'aluminium exerce, comme on sait.

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ÉTUDE DES PROPRIKTÉS DBS DIVEHS ACIERS 375

D. — Aciers au silicium. — Le silicium, selon toute apparence, empêche le fer a de prendre la forme jS aux températures élevées. Comme il est difficile de fabriquer des aciers siliceux qui ne soient en même temps assez manganèses, il est fort délicat de discerner le rôle du silicium. Les fontes dont on se sert pour l'apport du silicium, fetrO'Silieium ou ferro-manjanèse^silicium^ contiennent en effet du manganèse en proportion notable.

Nous empruntons à un mémoire de >L Ferd. Gautier un certain nombre de données concernant les aciers spécialement riches en silicium.

Un fabricant de Sheffield, M. VickevSy avait proposé aux chemins de ferfrançais des bandages en acier fondu d'uneextraordinaire résistance. L'analyse chimique fit découvrir dans l'acier dont ils étaient constitués une proportion de silicium relativement forte: on attribua par suite à la présence de ce silicium, soit seul, soit accompajçné de Mn la plus grande partie des propriétés de cet acier.

On sait que les causes d'absorption de S/ par l'acier fondu sont nombreuses, soit que cet acier ait été préparé au creuset (action sur la pâle argileuse du creuset), soit qu'on ait voulu préparer un acier à moulages à Taide de Fe-S/ ou de Ft'-Mw-S/.

La pratique avait appris qu'avec une faible teneur en C (2 millièmes environ), les aciers pouvaient contenir sans inconvénient jusqu'à 0,îi 0/0 (5 millièmes) de silicium. On redoutait, avec des aciers à 4 ou .') millièmes de C (0,4 0/0 ou 0,5 0), de leur incorporer des proportions égales ou plus fortes de S/. L'expérience apprit (ju'il existait une série utilisable d'aciers ausilicium, pourvu que la proportion de carbone fut convenablement établie et ne crût pas toutefois en raison directe de celle du silicium.

(1 n'a pas encore été possible de discerner les lois générales régissant les propriétés des aciers siUceux à cause de l'influence des corps autres que C et Si existant presque toujours en proportion non négligeable dans le métal.

Il semble toutefois que lorsque le silicium varie entre i et 2 0/0, le carbone ayant des teneurs voisines de 1 0/0, on réalise des aciers à outils très résistants.

Les outils se forgent très bien et acquièrent par la trempe î\ l'eau une grande dureté.

Les données concernant les aciers de forge riches en silicium sont

encore trop incertaines pour que nous citions des nombres ; nous croyons avec M. Hoive qu'on ne saurait le faire qu'à titre de curiosité.

Enfin on peut citer comme aciers siliceux les aciers à outils riches en carbone (1 0/0) et dans lesquels se trouvent des teneurs beaucoup plus faibles en silicium (de i millième à i centième) : on prétend que ces aciers se comportent aux essais comme ceux des premières marques pour outils.

II y aurait donc une série complète d'aciers siliceux très aptes à travailler les métaux à teneur moyenne de 1 0/0 en C, S/ variant de i millième a 2 et 2,5 0/0.

L'étude de Tinfluencedu silicium sur la position des points critiques a été faite par M. O.s//i0/2^/à Taide d'échantillons fournis par M. lladfield dans lesquels la teneur en silicium pouvait être considérée comme la seule variable, les variations du carbone et du manganèse étant assez faibles.

V — Point a^y — Le point a^a tend à remonter avec des teneurs croissantes en silicium et à se rapprocher de la position normale qu'il occuim; dans le fer pur. («omme l'aluminium, le silicium supprime la transformation moléculaire du fer et maintient le fer à l'état a dans la ré&cion où il devrait premlre réti^ulièrement l'état i3.

2» — Point //ri« — I-*^" silicium paraît abaisser léyi^èrement a,^ de 725"- 710'' à 7h>"-700'\ mais l'effet est peu marqué.

M. (>.smo//(/ rappelle (jue le point n,^ paraît représenter la fin <le «^3» c'est-à-dire la transformation allotropicpie du fer pour les molécules placées sous la dépendance du carbone.

3'» — Point //rr — Le silicium relève progressivement «rpsi bien que ttft t*t «rp suivant les types d'aciers considérés, arrivent à coïncider, ('ette action est analogue à celle du chrome et opposée à celle du man- 4?:anèse, du nickel et du cuivre.

Il ne semble pus que le silicium soit allié au fer et forme avec lui ou avec les autres corps des coin:)osés tléfmis ; on n'enret^istre aucun <légagemenl de chaleur brusipie et marqué, pouvant correspon<lreà la solidification «Tune partie fondue, comme cela a lieu pour les fontes. Néanmoins, nous ne devons accepter qu'avec réserve le résultat cidessus, étant donné les faibles teneurs en manganèse ou autres cor|)s des échantillons S(Mimis aux expériences.

K. — Influence nuisible de certains corps. — Nous ne signalerons (jue le phosphore et le soufre.

KTl'DB DES rROPRlBTKS DES DIVERS ÀCIKIIS 377

Le phosphore enlre en combinaison avec les carbures de fer conslitnlifs de Tacier, abaisse leur point de fusion el les rend fratriles à froid. Cetlefrairililé se communique à loule la masse de Tacier. C'est là surtout ce cjui le rend nuisible, particulièrement dans les aciers très carbures.

l-n acier extra dmix à 0,1 0/i) ( / millième de C) peut à la riirueur supporter 0,4 de P/i, mais un acier mi-ilur à 0,4 0/0 de C ne doit pas en contenir 0,1 0/0.

Les inçènieursde ferre/io/r^ avaient cru i>ouvoir,avant la dèphospluv ration, utiliser des aciers phosphoreux à la condition de n'avoir que de très faibles teneurs en C. L'expérience leur apprit qu'aucun pacte ne saurait être passé avec cet ennemi de la métalluni^ie du fer.

La fravrilité ap|>ortée par PAdans les aciers démontre une fois de plus la nécessité des essais au choc. On peut, en effet, obtenir des résultats excellents en essayant à la traction un acier très phosphoreux et si Ton s'en tenait à ces seuls renseignements, on se tromperait très fort sur la valeur industrielle du métal. Les essais au choc complètent les données des épreuves de traction et rétablissent la vérité. Les aciers phosphoreux montrent une structure particulière, schisteuse, en lamelles, facilement reconnaissable dans les éprouvettes d'essai qu'on prend au cours d'une opération Bessemer basique.

Le soufre' rend l'acier rouverin, c'est-à-dire cassant à chaud. Il se combine en partie avec C, N/, M// dont il tend à neutraliser les effets bienfaisants.

La présence du soufre est donc toujours nuisible et on doit en éviter avec soin l'incorporation; Malheureusement, il est introduit dans l'acier soit par les minerais eux-mêmes qui nen sont jamais exempts, soit par les combustibles solides ou çazeux qu'on emploie pour la production des fontes ou des aciers.

Les fovers d'affinerie et les hauts-fourneaux au bois donnaient autrefois des produits de choix en parlant de minerais purs : aujourd'hui les anciens procédés sont presque partout abandonnés comme étant trop coûteux, on préfère lorsqu'on veut des produits purs les désnlfurcr en les traitant au cubilot liollet.

Aperçu final sur les théories actuelles.

Parmi les théories existantes, la théorie allotropique nous paraît nioii-

?h#»nr»* nfitr'^'Tno.* itinii?^. irrî*oif*î» ^ni-^kr*?' aar iff iii>ini>ri»iix ukHallorj:«f»^. -i» '^îl*» //m lu nr^^tne. *Vft«r .tiTnif*rp rp^arrii^ \ft mAimtiem du

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Rien •ian'+ «-^ «pii pr»^etfe ne -wnriîf *^ner ia tkêone allotropique, rar la f^ré^itit'tn ♦le 'te itarbare 'le fer 3 répi>a»i à n«iêeilepoiiToirexpli- #|fier'*erî-*in»»H*n»imalie^ ren<-»>atree*«lan»Ie»atner* spéeîairEen loi attritifianf le^ pr»or>*'>** néi*>»^-*;iir»?^i in«iî:*Den.sab[es- L'expi>sé de rhisloire «T'^nénile 'ie>* ^-ier* ^lii t-arfat-ae rretnp»*s. •les arier^ manganèse et des arier^ tï\rkf:l ^ l'ai'le »ie U th'^>rie ^[••<n>pi*-pie ntjos parait la meilleure pretive en ^ f;%^etir. <f^> f^'w: ïV;* f'i/ti o}n4ttiU':$ jw^quici. La théorie du rart^^ne a peine '*nfn.'*ante fi»'xir les aciers exelosiTennent carbures ne pent satisfaire p^^ur la trempe ^les aciers extra-vloox : elle ne saurait Htt rffU^f^T^rf: lorv|a'on conâi«lère les aciers manganèse et les aciers nickel,

\j% \\i^ifnf allotropique vjnihéti^ le* faiU dominants et généraux de rhinfoire d^s »ders. mais elle n'exclut pas les théories spéciales nécesfiair*^fi p'iiir l'explication des faits particuliers, ainsi que Ta fort justem^'nl fîiit remarquer M. Ihmond. Le carbone présente, dans ses rapjKirlH «ver If! U'v, \iu certain nombre de particularités inséparables de Hfi prrHf'nri» : la flnrori*; allotropique [K)urra se ramifier un jour pour «•xpliqiH'm; rhapilre désormais s[>écial.ll pourra en être de même pour h'H rorpH d/'jîi nombreux dont Tinfluence a été étudiée plus haut.

l/;ifiriennc tUf'or'uulile du fer y, non condamnable en elle-même mais /;/ro;//////'//'|>»rd/îfant d«; précision, avait donné lieu à un certain nombre

ÉTrDE DES PROPRIÉTÉS DES DIVRRS ACIF.RS 379

d'objections bien fondées en principe et que la théorie actuelle plus parfaite lève sans difficultés.

Si le fer ?, dur et non niay:né(ique, est tout à la fois la cause des propriétés <les aciers au carbone trempés et de celles des aciers Mn, ces derniers non masi^nétiques ne doivent avoir que du fer jS tandis que les aciers au carbone trempés fortement magnétiques n'en peuvent contenir qu'une partie de leur masse. On a conclu par suite que les aciers mauî^nèse devraient être au moins aussi durs que les aciers au carbone trempés et, en fait, ils le sont beaucoup moins (Sanveury Ilowe^ etc.)

La théorie nouvelle répond que les aciers manganèse qui n'ont pas de transformations ne contiennent que du fer y par définition, tandis que les aciers au carbone trempés qui ont traversé des transformations partielles doivent leur dureté au fer 13.

On a dit aussi :

Si l'absence de magnétisme est d\\ au fer dur jS, quand un acier nickel non magnétique à la température ordinaire le devient {après refroidissement à — Wparexemple)y\e métal devenu magnétique devrait être moins dur que le métal non magnétique et c'est le contraire qui a lieu. On répond à cela que le métal non magnétique ne contient que du fer y, la transformation vers — 40° restant incomplète avec formation de fer j3 et de fer «.

Mais il est encore un vaste champ ouvert aux recherches; c'est celui de l'étude approfondie <les propriétés magnétiques des aciers. Ainsi qu'on Ta vu, le magnétisme a sa part contributive dans la théorie e^énérale des métaux ferreux.

Déjà) la voie est tracée; sans sortir des limites que nous nous sommes imposées, nous pouvons signaler les remarquables travaux de M"** Sklodowska Curie résumés dans un mémoire publié par la Société d'Encouragement.

Dans ce mémoire sont examinées Tinfluence de la composition chimique des aciers sur leurs propriétés magnétiques et la manière dont ces propriétés sont modifiées par les conditions de trempe.

Nous ne pouvons citer que quelques résultats; il serait prématuré, en effet, dans un traité didactique, de s'étendre trop longuement sur une question encore si nouvelle.

Les éléments mesurés ont été :

1**) Le moment magnétique total du barreau;

380 SIÉTAEXCRGIB DC PBB

2*) Le flux d'induction qui traverse la section droite du barreau en son milieu ;

3") I-e rhamp coercitif.

I>es barreaux en expérience étaient constitués par des aciers a divers pourcentag-es en carbone et par des aciers spéciaux (au manganèseyau chrome, etc...)

La température de transformation ma^étique n'est pas absolument brusque et semble s'étaler sur un certain nombre de de^és ; il y a lieu de considérer, d'autre part, la température de transformation mavpnétique par échauffement et la température de transformation mas^iétique par refroidissement.

Pour prendre la trempe, l'acier doit être trempé quand il est à Tétat faiblement magnétique à haute température.

Les nombreux résultats d'expériences publiés dans des tableaux synoptiques concernant ties types d'aciers très variés confirment et complètent d'une façon remarquable les théories que nous avons exposées.

Les créateurs delà théorie cellulaire peuvent mesurer aujourd" hui le chemin parcouru depuis leurs premiers travaux ; ils ont posé les bases d'une science qui a rendu f immenses services à f industrie. Née d'hier, la métallographie microscopique se signale déjà par une extra ordinaire fécondité; analysant les diathèses et les maladies des métaux, elle conduira les métallurgistes et les constructeurs à perfectionner les moyens de les éviter ou de les guérir.