L. Mises de fer brut en lonç
T. Mises de fer brut en travers.
F,B ]7), On augmente la résistance en
travers d'une tôle par l'addion 'le mise* <ucre^«ive^ dans le même sens.
Au liru i\r >f servir d'une couverte en fer corrové, c'ost-à-dire d'une (le |iruvi-naul du l»n)iuH!fe d'un [taquet, on peut employer des cou-
Fijt. 1:2.
vertes oblenues simplement par laminase en plat de 20 mm. de tou|)es de [tiiddlage inurlelées.
Élanl diiMiii- alors la çrossièrelé de re métal on en met deux ran?s.
Hnliii, on peul ne pas mettre de mises en travers et les disposer foules eu I<pii>.'; eela dépendra de la larireur du paquet par rapport à »» loiiirueur.
f^hielques usines ne niellent pns <le couvertes el disposent le (taquet comme l'indique la fii;nre 17.t.
l'our prcsciver des coups de feu la surface des trties, on recouvre soiMciil les paquets <runeciiuctie de I cm. tle terre réfractaire avant de 1rs mettre au four.
I,cs paquets .sont d'abord soudés soil au pilon, soit au tamiiioir éliaiu'lieur ; puis commence aloi-s le lainina;;e pnqirement dit ou /«iiiiiuiiii' Ihiissi-iiv.
(le liimiiiai;e m- cimqxirte qu'une chaude |>our les ItMes communes et ordiniiiri's et deu.v pour les tôics supérieures et les loles fines.
yiiant aux tôles minces, im les lamine par irroiqies de deux, tn)isel même quatre, en ayant siiin de les retourner après chaque passade entre les cvlinilres du lainiiioir.
TBATArL TiK L ACIER 215
Oii lamine en travers jusqu'à ce qu'on ait alteinl la largeur (Jeinati-
\ |)arlir lie ce momenl, le laminage s'effectue en long. La fabricalion des plaques de hlindage en fer est faite d'après les lémes principes; un paquet est constitué par des nn''es(|ui, au lieu
l'être plates, sont à section en forme de Z ou
de V, de fa(;on à réaliser un soudage plus complet. La plaque est d'abord pilouiiée, passée au laminoir, puis gabariée.
Les plaques Compoutld consistent en une fi^.. i-\,
». plaque de fer, qui est le sommier., fabriquée
picomme il est dit ci-dessus et sur laquelle a été soudée une plaque d'acier qui est appelée la face du blindage. La plaque de fer ayant été fabriquée, on ta cliauffe à la température orangé clair, puis on la place dans unelin^otière méplate dont elle n'occupe qu'une partie de l'épaisseur. Dans l'espace libre, entre la plaque de fer et la paroi de la lîngotière, on coule de l'acier assez dur. La soudure se fait entre la plaque en fer cl l'acier liqui<le. ,
Après solidificatiiui, la plaque est enlevée de la lingolière et placée dans un lit de cendres où elle se refroidit lentement : im la récliauiïe ensuite, on la forge à la presse ou au |>i]un, puis ou la lamine et on la .gabarie.
La fabrication des divers profilés, des t6tcs et des plaques en 1er ou eompound, perd de jour en jour de l'importance depuis la substilution de plus en plus complète de l'acier e.\tra-doux au fer d'une part, et de l'emploi des aciers spéciaux {nU'kel-chrome), d'autre part.
Nous signalons seulement l'ancienne fabrication des pièces ù Ame .cylindrique par enroulement préalable en hélice d'une mise de fer autour d'un mandrin, cbaulTage au blanc soudant de l'anneau ainsi ébaucbé et soudage des spires au pilon  l'aide d'étampes appropriées.
D. — Fuhricatiun des roues en fer forge par etampage. — Nous donnerons comme exemple la fabrication de MM. DelUissietix, maîtres de forges A Hive-de-Gier (Loire).
1° Préparution des éléments de la roue. -~ Les éléments de la roue comprennent : la jante, les rayons, le moyeu.
a) — Janle. — Prendre un fer laminé de longueur et de protil convenables, te cintrer à froid entre trois cylindres, souder grossicrenienl
210 MÉrAUXUGie or rsii
ses deux t>ouls et pratiquer une cannelure peu profonde aux points qui se trouveront à rextrémilé des rarons.
bf — Itayom. — Prendre un fer laminé de longueur et de profil c/fnvenables. refouler un bout préalablement chauffé au marteau-pilon |iour former le tenon qui s'ençaçera dans la cannelure correspondante de la jante.
Pour certaines roues Clocomotives et tenders), refouler également lautre bout en forme de coin.
C) — Moyeu- — Enrouler à chaud autour d'un mandrin sous le pilon une barre de fer puddié ; puis, canneler à chaud en matrices au pilon ]Kiur préparer le logement des rayons.
2^ Assemblage des éléments à froid. — Cet assemblage s'exécute sur une aire horizontale. Il comprend :
Les o[>érations du calaere et du montage grossier de la roue;
La pose des liîratures métalliques;
Les additions de fer brut pour les remplissages ou appendices à faire venir au malri<;age, tels que manivelles, etc..
3" Malriçage à chaud. — Porter d'abord la roue ainsi {^grossièrement constituée dans un four à réchauffer et la chauffer au blanc soudaiil, puis la placer sur la matrice inférieure de Tenclume du pilon. Adapter à la panne une matrice complémentaire de celle de l'enclume, fore^er la roue entre les deux matrices en répétant ces opérations jusqu'à forgeage complet.
Il est clair que lorsque les deux matrices sont en contact à refus, le vide ainsi niénatré doit élre tel qu'il donne, aux surépaisseurs près, la roue brille de forj^e à obtenir.
i" Finissafie. — Les opérations de finissaç^e se font aux machinesoutils et conipremienl les opérations à froid de tournage, mortaisas^e, rabolaice, elc...
Pour les roues de locomotives au moins, l'acier moulé et recuit, (pielcpiefois lrem[)é, commence h être employé à peu près généralement.
Il ifeii est pas encore ainsi pour cellesde tenders et de wagons dont le bandatce seul en acier est fabriqué par les procédés de poinçonnage i»l de laminaire circulaire que nous avons indiqués.
TRAVAIL DK L ACIER
Article i. — Rtcurr après porreaci:
A. — fïélinitioH du yecuil. — Les essais mécaniques auxquels on soumet un métal fort^ë montren( que ce métal est devenu beaucoup plus apte à résister aux divers efforts : l'aspect crislalltnet grossier du grain lors de la coulée s'est profondément modifié ; le grain est devenu plus tin. Cependant la texture est loin d'être partout réçulîèrc ; la pièce a été, en effel, forgée par parties successives, plus ou moins chauffée suivant les chaudes el soumise à l'action de l'ent^in de forgcage forcément inégale en chacun de ses points.
On conçoit donc l'utilité d'uue opération ()ui complète el régularise les effets du forgeage ; c<>lte opération caloriliipie est celle du recHtl après forgeaije.
« Le recuit consiste àchauffer toute la pièce à une température couve- » nable, généralement celle du rouge cerise clair {soil à la tempéra- H twe même du forgeagé) et à la laisser ensuite se refroidir. »
Les théories dont IVx^osésera donné plus loin nous aideront àconiprendrc comment cette upératton calorifique contribue à régulariser les effets du forgeafiçe en donnant à la pièce une texture régulière à grains fins.
B. — Fours à recuire.
— Les fours à recuire doivent être assez grands pour contenir toute la pièce, les recuits ne devant Jamais être partiels.
Ces fours sont le plus ordinairement chauffés par plusieurs foyers à grille, presque jamais par des régénérateurs Siemens : on en conçoit aisément la raison. Le* pièces à recuire n'ayant pas partout la m^nie épaisseur il faut pour
KifT. 17a, — Four à recuire.
À, aoles mobiles, — B, cheniW. — C, i-ho », sorlio (les flammes. — Foyers.
uttAUXMie av pm
Fig. 176.
Coupe JJ
que le rhaufra:^« en soîl régulier qu'on puisse ralentir la tcnipi.'raturt en certains puinLs el FacUver en d'autres. Aussi cliauffe-l-iin ces appareils à l'aide de plusieurs foyers A grille ijui permettent de régler à voilé la marclie de tn température dans les différentes parties du four. Les produits gazeux de la coint)uslion arrivent dan» le four prés de la naissance des voûtes et sont évacués par la cheminée d'appel dont les ouvertures sonl dans la «oie du four.
Les gaz reinplisticnl ainsi tout l'appareil aviiiil de tiouver leur issue ri réchauffent plus régulièrement.
Les figures ci-joinles <lonnenl la disposition d'un four à recuire à sole mobile.
La sole est constituée par lies wagonnets à plateforme réfractaire qui pernietlenl un chargement cl un déchargement très faciles du four.
\}\\ mur en briques rt'fractaircs reposant sur 1»
^-^^ queue du premier wagon-
'^' ' ■ nel ferme complètemenl
le four : ce mur sera démoli quand on voudra sortir les pièces.
On emploie souvent une porte mobile en hriques cnnsliluée dans un cadre en fer <"i "lynl les joints avec l'ouverture sonl soiirneusement hi-
TRAVAII' OK I. ACIBIt
lus. Le diss iiis ilfi Kas^onnets étant toujours tri c immiiiiRatii)ii avec ralriios|ihtii ut sKliautFe pas trop et ne se defuriiie pi^
l'oiir suivrt 1 1 marche du chaufTâge, on ménage des re^'ar K dans le
mur di- ft-nnelure en l>i'ii|ues. Un aulre ilis|)Osilif esl empliiyé clans eertaiiies usines ; au lieu tlf reposer snrdcswaiçuntiels, la pièee à recuire
repose soit sur des rads placés directement sur la sole du four, suit sur des clievalets métalliques. Le devant du four est fermé, soil par un mur
METALLURGIE DU FER
Chauffage
Refroidissement
en brique» réfractaires qu'on construit rapidement et qu'on démolira pour sortir la pièce après l'opération, soit encore par une porte mobile en briques constituée dans un cadre en fer.
C. — Conduite du recuit. — Nous ne reviendrons pas sur les précautions que nous avons déjà indiquées au sujet du chauffage dans les
fours à réchauffer avant le travail à chaud : elles doivent être minutieusement observées. La représentation l^raphique les résume fort simplement : la courbe de chauffage à obtenir devra être la forme l et non la forme 2. Le refroidissement de la pièce recuite doit être conduit d'une façon analogue à son chauffage.
On devra chercher à obtenir la courbe 1' <|ui, correspondant à un refroidissement rapide aux environs de la température de mobilité des molécules, ne permet pas la cristallisation du métal, et, indiquant un refroidissement lent aux basses températures, évite les tapures.
On devra rejeter les formes de courbe 2' qui exposent aux deux accidents précédents. Pour bien opérer on s'efforce même d'avoir la courbe 3, c'est-à-dire, on cherche à avoir aux environs de la température de mobilité ries molécules un abaissement très rapide de température [ce quonvéulise en ouvrant pendant un temps assez long les portes du four): a[)rès quoi, Tétai du grain du métal étant fixé, on n'a plus qu'à se préoccuper des tapures, c'est pourquoi on laisse le refroidissement s'opérer très UtnU'mail (ce qu on réAilise en refermant les portes du four ou en plaçant l'objet dans un lit de cendres ou dechau^).
axe des temps Fig. 181.
D. — Recuits spéciaux. — Le laminage des tôles, surtout quand elles sont minces, est généralement terminé à basse température, au-dessous du rouge sombre. Il en résulte un écrouissage ((m/i5/brma//o/i des propriétés in'caniques) qu'il est bon (1(* faire disparaître, soit pour conserver aux tôles les (jualités recpiises de résistance, soit [)our ne pas les exposer à se criqucr lorsqu'on veut les cintrer à froid, ce qui est un cas fré- (juent.
im L ACIER
sIeE
5 (11" for»!
• là iiécessîlé, cumme |Jour loules I recuit, A cel effet, les tôles sont empilées dans des caisses métalliques iiermétiquemenl fermées afin d'éviter l'oxydation qui serait funesle, à cause de leur faible épaisseur, et portées dausiin four où la température l'st amenée lentement de à aOfl", puis poussée un peu pins vite jusipi'a» rou^ cerise.
I,es caisses sont alors sorties du four et ouvertes de manière (jue la température baisse rapidement jusqu'à tiSO* environ, elles sont ensuite refermées et le refroidissement continue jusqu'à la température ordi-
■ Le recuit des tôles épaisses se fait suivant les mêmes principes, mais on les dispose directement dans un grand four où elles reposent sur des supports qui les empécbent de se voiler.
Pour ce qui concerne les barres uu profilés divers obtenus au laminage oa lie procède pas à un recuit el cela pour plusieurs raisons. D'abord l'iipération du laminage des barres ou profilés £st rapide, le métal est soumis en chaque section à une action continue de la part du laminoir et à peu près comparable puisque sa température varie fort peu d'une extrémité à l'autre. Les aciers ou fers en barres sont presque toujours destinés à être tronçonnés, les tronçons, après nouveau travail de forge devant fournir des boulons, rivets, écrous, etc.. ; or ces ferrures seront recnites après qu'elles auront été finies de forge. Quant aux barres ou profilés devant servir comme fers de construction, leur résistance est plus que suffisante pour les usages auxquels ils sont destinés sans aucun autre traitement métallurgique. Du reste, pour pallier dans une certaine mesure au manque de recuit, les barres et profilés divers après cisaillage à cbaud, sont souvent empilés les uns sur les autres sur le sol même de la halle de laminage où, pendant le refroidissement très lent de la masse, la chaleur a le temps de s'y répartir' uniformément et de donner des effets analogues à ceux d'un recuit.
Le recuit n'est pas seulement nécessaire pour régulariser les effets du foi^eage, il s'impose également pour corriger l'écrouissage des pièces qui ont été soumises à un travail de déformation à froid ; étirage à froid pour liibes par poinçuns et matrices, laminage à froid, étirage des tubes ou des /ils à froid à la filière, etc.
On définira ultérieurement ce qu'il faut entendre par écrouissage.
Ce recuit exécuté au rouge cerise clair, soit après chaque passe, soit après un nombre variable de passes, suivant la nature des fabrications,
METALU.'BGfC DU FUI
se fail dans de^ fours â recuire ordinaires dans lesi|uels on s'efTorce de réaliser une atmosf#hêre qui ne suil pas oxydante, car les pièces soumises à des travaux à froid, ayant srénéralement une épaisseur assez faible, exigent qu'on réduise au minimum la perte par oxydation. D*un autre crjté, comme on ne peut éviter la formation d'oxyde, le recuit sera toujours suivi d'un décapa^ destiné à rendre nette la surface de Pobjet pour faciliter d'une [lart son passage dans les matrices, filières, etc. et à empêcher, d'autre part, que l'incrustation de Toxyde de fer dans le métal ne lui enlève son homoifénéité.
I^ recuit des fils venant de la filière ou d'autres menus objets s*o- [lère d'ordinaire en vase clos pour les raisons que nous venons de donner : les marmites servant à cet usaire sont des cvlindres en fonte fermés par un couvercle boulonné, chauffées par la flamme directe du charbon brillé sur de petites srrilles ou placées sur la sole d*uii four à réverbère à la houille ou au craz.
Les fils sont placés ^n rouleaux à Tintérieur des marmites souvent remplies de sable ; le sable recouvrant complètement le métal le préserxe encore plus sûrement de l'oxydation.
On voit parce qui précède quelques moyens employés pour recuire; nous ne saurions entrer dans le détail des artifices plus ou moins variés en usa^e dans les forges suivant le genre des objets en fabrication.
Ici se termine la première série des traitements métallurgiques auxquels on soumet la plus grande partie des objets de fabrication commune en fer ou en acier, mais pour ceux qui doivent résister à de grands efforts (lubes de canons, (relies, corps d'obus, certains obus, arbres de transmission, etc.) ou résister à l'usure ou à la pénétration (outils,
plaques de blindages i etc., etc., d'autres traitements métallurgiques
complémentaires sont nécessaires ; ce sont la trempe et le revenu après trempe. Nous allons les étudier dans le chapitre suivant.
