II. — Liquides employés pour la trempe
Suivant la nature du liquide employé pour la trempe, les effets de celle-ci varient :
Une trempe est d^autant plus énergique qu'elle est plus positive, c est-à-dire que le durcissement, R et E ont d'autant plus au|>^menté el, que A est devenu d'autant plus petit. On sait, d'autre part ce qu'il faut entendre par trempe 7ié{fative.
A. — Emploi de l'huile. — La sidérurgie moderne a employé presque exclusivement l'huile jusqu'à ces dernières années pour tremper lu plus grande partie des pièces, sauf certains outils.
Et cependant l'huile présente plusieurs inconvénients :
i** C'est un liquide cher, soit à cause de la dépense première à faire pour emplir les immenses cuves, soit pour renouveler Thuile vaporisée ou brûlée par les diverses trempes.
2** Son emploi n'est pas sans danger, car on peut avoir des projections à haute température.
.3" On ne peut pas faire varier l'énergie de la trempe en modifiant uniquement la température de l'huile. D'après le commandant Couliard (i), il faudrait attribuer ce résultat à la formation sur la surface du métal d'une pellicule mauvaise conductrice résultant de l'altération de l'huile au contact de l'acier au rouge.
Pour les très grosses pièces la trempe à Thuile est positive dans les couches périphériques et négative à peu de distance de la surface, car pour les couches internes la vitesse de refroidissement est simplement suffisante pour agir sur lastructure, sans augmenter sensiblement R, E, ainsi que la résistance au choc par modification physico-chimique du métal, ainsi qu'on l'expliquera plus tard. Cet effet de la trempe à l'huile sur les grosses pièces de forge a été très nettement signalé il y a longtemps déjà par le commandant Couhardj ainsi que le relate un mémoire de M. Osmond, Pour les petites pièces en acier dur, il est acquis que Fa trempe à l'huile est une trempe positive.
Les matières grasses solides, suifs et graisses se rapprochent de l'huile par leur nature, mais présentent cette particularité intéressante
(1) Professeur du cours de sciences appliquées à l'Ecole d'application (1881-1801).
c: -t,**" : «-.riMirfii ♦- îiraniRT exemple df rutilisaiion, pourla Irempe,
ip "rai. — Lt trcmpt à Ffau est un procédé d'une r- -:-?^:*Tit* -If itrn* ^tr?* pttsitîv^, plus ou moins néçalive,
- -:n- -^iiir or- wrrf?î> rî la température du bain que Ton
- cî--r a- j»' •*••?•: m^mï: au-dessous, grâce à l'addilion
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iiiiirii*nrs proportionnelles à R qui représentera l'énergie de la trempe. Dans l'huile, la courbe fig^urative de Ténergiede trempe peut être représentée, à très peu près, par une droite parallèle à Taxe des abcîsses ; dans Teau, on a une courbe coupant la :«rr* erale à "(»•. Il en résulte que r^T e$1 analosiie à la trempe à
-- : ->:vr :r rfrrsiifrr Teau d* la bâche de telle sorlc - •: • - . 'L>*t-:- -L >:mTTA obtenir tels et tels effeLs
\rh A- :--ri'huîqu* ces résultats sont connus
- - - - --. 'i :*f ::::»? a Thuile pour les srrosses pièces .-.'. - .-. :.>:.T''i::r? ; !>au réchauffée plus ou moins par
- .-' - : : ir- .-.::;!::■?> > r«?^ri a ui dans le détail desquels nous '." :.'■■•.■'.' - :- .T-: :- !r'. irî > •.:< y^n le liquide normal de trempe.
Hifiy. ■•.-r T . :-. .'-fw iixv3ù\ pu être conservée pour les grosses jii'r^-- ' 'firn- lij :: î- .i- tr-mr»- .:.ir. pytr éviter les iapnres. il y aune r»irldiri»' r ïj^i'ji'r îi.iii- r *i*t r^-fr >i.ii>s^raent, pour un métal donné et pour un rert?iiri volurn- d»*^ pièces, qu'on ne saurait dépasser.
^-"fi^ffidnit I- r j|,>;i -l .larlillerie Cirm avait proposé, dès 1873, la tn'/n|ip ;i |%»;jij <'\iH\u\^ ou bouillante pour les outils; au lieu de les treni- |i'T rr,mme autr.îfois exchisivemeiil à IVau froide et de les réchauffer l«':^,rn-in«»rit «'nsuil^f «irisi qu'il est I#» plus souvent nécessaire, comme on Ir vi'ini plus loin, il réurn'ssait dans une seule opération la trempe et le lr;;«r n'clnnjffii^rr.., près trempe (/w^;iW). La grande industrie eût pu ai-
TRAVAIL DE l'aCIBR 235
séineiil bénéficier d'un pareil résultat si, à l'époque, cette question avait été à l'ordre du jour.
Appliquée aux aciers doux, la trempe à l'eau bouillante deviendrait presque toujours négative ; pour la trempe des outils proposée par Caron il ne pouvait en être ainsi parce que ces aciers sont constitués par des nuances dures ou très dures.
Le colonel Caron, nous dit M. Osmond, avait annoncé du reste, à l'époque, que tous les procédés de trempe possibles ne sont que des moyens de faire varier la vitesse du refroidissement.
C — Quelques citations par M. Osmond. — Nous avons beaucoup emprunté au beau mémoire de M. Osmond sur les « nouveaux procédés de trempe )> y nous ne saurions cependant passer sous silence les quelques citations vraiment caractéristiques données par ce savant Iniy^énieur; elles sont fort suggestives.
« La trempe classique, dans Teau à la température ordinaire, remonte « certainement aux premiers débuts delà sidérurgie et se rattache aux « légendes mythologiques.
't Les Cj/clopes la [iratiquaient :
<r alii stridentia tingunt
« -Era lacu ;
Virg., Georg., IV, 173-174.
« Les anciens attribuaient, non sans quelques motifs, une grande c( importance à la qualité des eaux : certaines localités qui n'étaient pas « des centres de production, étaient renommées pour la trempe des (( aciers; on y trouvait sans doute des eaux courantes, régulièrement « froides en toutes saisons et l'influence de la température de l'eau « n'était pas inconnue.
« Shakespeare y fait une curieuse allusion : l'épée (VOthello a été « trempée dans les ruisseaux glacés :
« It is a sword of Spain, the ice brook's temper
" La trempe à l'huile était déjà pratiquée dans l'antiquité :
« Pline en fait mention dans un passage bien connu et dit cju'on a l'employait pour les petites pièces que l'eau eût rendues trop fragiles :
« Tenuiora ferramenta oleo restinguimos est, ne aquâ in fragilitaiem durentur. »
236 MÉTALLURGIB DIT PCR
On ne saurait mieux dire.
Nous devons à la vérité d'ajouter qu'à côté de faits d'observation exactement rapportés, Pline donne des conseils métallur^ques peu aptes à faire progresser l'art de son temps.
Cependant, il n'est pas moins avéré que les anciens avaient trouvé, pour la trempe des petits outils, une solution bien équivalente à celle de Car on.
I). — Trempes très vives el très douces. — Dans un brevet de 1887, le Creusot fonde un procédé de trempe sur l'utilisation de la chaleur latente de fusion du milieu, ce qui permet de maintenir constante la température de ce milieu, assure la rapidité de l'opération et l'obtention de résultats énertjiques au point de vue des phénomènes de trempe, lorsque cela est nécessaire.
MM. Schneider et O^- indiquent notamment :
1") Un bain salin en mélange avec de la glace ou un mélange réfrigérant.
2") Vu bain d'eau en mélange avec de la glace ou un mélange réfrigérant.
W) Un milieu solide, tel (jue la glace, fusible au contact de la pièce.
De pareils mélanges ne sauraient être applicables à des aciers d'une certaine dureté sous peine de les voir inévitablement taper, mais ils doivent exercer de très grands effets sur les métaux doux et extra doux.
Enfin nous pourrions citer comme liquides donnant après l'eau des trempes dVnergie croissante et d'un usage plus courant que les mélanges précédents: Tt^au salée, Tacide sulfurique, le mercure, etc.. liquides spérialemiMit cmplovés pour certains outils, petits ressorts à très faible section, etc..
La trempe dans les nitrates alcalins proposée par le Creusot ou celle dans les alliages fusibles, dont on peut faire varier très largement les points de fusion avec les proportions des constituants, font immédiatement suite à rhuile. Ces trempes conviennent aux aciers sujets aux tapures ; sauf pour les petites pièces en acier très dur, elles seront néf/atives.
l/idée des alliages fusil>les (plomb, plomb et étain, étain et bismuth) pour les aciers à outils, les seuls qui fussent alors connus est due à Th. GilUn 1818.
Il appartenait i\ la C»« des Forges de Châtillon et Commenlrtjy en
1887, de vulgariser les procédés de trempe dans les bains métalliques pour les grosses pièces de forge.
Par l'immersion dans un bain de plomb fondu on obtient une texture plus homogène en évitant la production de toute tapure apparente ou interne. Cette trempe au plomb permet d'améliorer énormément le fcfrain des moulages d'acier doux et donne aux aciers forgés (plaques de blindage f obus de rupture, etc..) une texture tout à fait régulière. Les pièces chauffées au rouge cerise clair sont immergées dans le bain de plomb maintenu à une température continuellement uniforme par l'introduction dans le bain de saumons de plomb, en cours d'opéralion ; on laisse ces pièces s'y refroidir.
On pourra ensuite, si besoin est, et selon la nature des pièces, procéder à une trempe positive dans laquelle le métal sera mieux préparé pour résister aux tapures puisqu'il aura été rendu beaucoup plus homogène et aura acquis un plus grand allongement.
Enfin M. Osmond signale les bahis de zinc; ce métal est, à volume égal, moins coûteux que le plomb et ne présente pas, au point de vue de l'hygiène, les mêmes dangers; son point de fusion est plus élevé, 412** au lieu de SSo** ; mais comme sa capacité calorifique est triple, il est probable que l'effet d'une trempe au zinc, le volume du bain restant le même, serait peu différent de celui d'une trempe au plomb.
« Les nouveaux bains de trempe que proposera l'avenir 71e seront probablement, quelques mystérieuses vertus que puissent leur prêter leurs « inventeurs^ que les succédanés plus ou moins pratiques de bains « déjà connus. — Osmond. »
