CHAP. IX. — CROISEMENTS. DÉTAILS DE CONSTRUCTION

usure, et à l'abri des ruptures. Malgré l'habileté avec laquelle les fondeurs la mettent en œuvre, la fonte est trop souvent un produit inégal et capricieux. La révolution qui s'est opérée depuis quelque temps dans la production des aciers fondus, met aujourd'hui à la disposition des ingénieurs une matière sur laquelle ils peuvent mieux compter. H est vrai que,, dans l'enquête de 1866, les ingénieurs du chemin de Sh$i» à Nahê ont mis sur la même ligne les croisements en fonte durcie de Gnmn et facier fondu de Bo^um ; mûs cette équivalence, réelle en apparence jusqu'à 1Ô65, résistera-t-elle à une épreuve plus prolongée ? Tout en reiKlant justice à la qualité des croisements en Ibiite, le chemin de Magdebourg-Cœthen-H aile-Leipzig déclare, de son côté, que l'acier fondu, cfuoique deux fois plus cher, doit être préféré à la fonte durcie. Le choix k faire entre deux matières différant par le prix et par la qualité peut et doit, au surplus, varier d'un cas à l'autre; c'est une question de trafic, et de vitesse. U est certain aussi qu'une bonne fonte durcie vaut mieux qu'un mai^ vais ader ; mais en laissant de cdté les exceptions et prenant les qualités moyennes, on ne peut contester que l'acier fondu soit en luimême et abstraction faite du prix, préférable à la fonte durde.

D'un autre côté, Tapplication du moulage aux croisements est devenue beaucoup plus économique depuis qu'on a renoncé à la multiplicité des types imposés pendant longtemps par une prétendue ri^ gueur géc»nétrîque, et qu'on sufit à tout av^ don angles, ordinairement 6»8(K et 7«80' (262) .

Si la plupiii L des applications de l'acier fondu exigent impérieusement lecorroyage, qui seul peut lui donner du corps, il peut pour certains usages s'en passer mieux que le fer, i)arce (ju'il ne s'agit pas, comme pour celui-ci, de l'épurer par l'expulsion des laitiers. 11 peut être traité comme la fonte, mais avec les difficultés spéciales qui résultent de l'élévation de sa température; les moules doivent être formés d'un, mélange très-réfractaire.. L'acier ne peut d'ailleurs être durci comme la fonte par le moulage en coquille.

Un des écueils est la production des soi^flures. Il importe de les éviter non-seulement dans les pièces moulées, mais aussi dans les lingots qui devront être corroyés et façonné», . parce que le forgeage ne £ût qu'éoraser les ampoules sans souder leurs faces amenées au contact.

On. a. cherché,, en Angleterre,, à atteindre le but, pour. les lin* gots, en imprimant aux lingotières, après la coulée, un mouve-

370 uv. 1". — VOIE.

ment de rolation aiatour de leur axe, afin de réunir les gaz ea une seule bulle centrale, assez forte pour se dégager. La vitesse est faible, environ vingt-cinq tours par minute. Cet expédient a été appliqué en France h Fusine d*Imphy (Nièvre) qui déclare s'en i

trouver bien ; par contre , des fabricants fort habiles refusent la moindre efficacité à ce procédé, qui d'ailleurs serait à peiiprès inapplicable à la plu[)art des pièces moulées.

« Nous ne connaissons, » disent MM. f*etinelGauflpt {*) que j'ai consultés sur ce point, « qu'un seul moyen d'éviterles soufflures. Il con;ïiste à charger | « fortement la pièce en ménageant une forte ma.ssolott(\ Mais ce moyen : « augmente considérablenien lie prix de revient et aurait pour résultat, dans { c le cas ftctuel (la &bricatioii des (»t>i8dments}, de rendre le prix inlbo^ c dable. »

I Nous avons essayé du mouvement de rotation imprimé aux lingotières; c outre que ce mouvement se prête peu, en pratique, aux chissisdes pièea « moulées,nous pouvons vous assurerque.mdmeappliquée aux Ilngotièr^ « cette méthode ne donne edtsolument aucun résultat appréciable et régu*

« lier. I»

* En thèse générale, plus la surface du moule est grande par rapport au , « volume de la pièce moulée, et plus il y a de chances de soufflures. Od .« peut les atténuer par une plusoumoinsgrande pression dans les moules, « ou en mélangeant une forte proportion de fonte dans le dosage m < ereuset ; mais alors on obtient un métal bâtard, qui A*a plus les\»ropriéléB « deTacier. »

GhesHM. Viekm^ à RiwrlhnSUH Works, près5^e/^«/d, le poids de la masselotte atteint presque celui de la pièce lorsque celle-ci est

peu considérable. 11 faut de plus continuer à alimenter ensuite pour prévenir, outre les soufflures proprement dites, la formation d'une cavité centrale, due k la grande contraction totale qu'éprouve Tacier en raison de sa haute température. . . '

La production des soufflures est combattue plus eflicacement en- ! core en coudant dans des moules en fer sous pression. Celle-ci atteint | parfois des valeurs énormes; d'après M. Grutier (**) elle est portée chee MM. RiwUi$r et BUlrw^ à Saint-Êtienne, jusqu'à dOa et 600 atmosphères.

•IS. Les produits livrés à l'industrie et spécialement aux chemins de fer, sous le nom d'acier fondu, proviennent aujourd'hui soit dtt creuset, soit du convertisseur Bessemer, et aussi, mais pour une faible ! part jusqu'à présent, du four à réverbère. |

n tottre du 36 Juin 186T.

Mémoire oité, pa$d 34S.

GBAP. tS. — C&0ISBMENT8. -«^ DÉTAII5 08 CONSTRUCnOir. 871

La rU nomination commune d'acier fondu au creuset s'applique à des produits qui, en réalité, diffèrent autant par le mode de fabrication que par la qualité. Sous ce nom, on désigne également : 1° l'atier cémenté fondu au creuset; 2" l'acier puddlé fondu soit au creujet, soit même au four à réverbère, et ne faisant alors que passer'au creuset, pour la coulée, comme à Boehum; et 3° l'acier qui a pris naissance dans le creoset lui-même, au moyen de mélanges appropriés, notamment de fer, et de fonte de qualité spéciale. Il ne &iit donc pas attacher trop d'importance à Yi^iq^§^U du tac; de ce que de grands établissements répudiant, au knoins en apparence, la grande découverte de IfeiMmer, font sonner bien haut que tout leur acier est de Tacter fonâu ou crMu^f, 0 ne faut pas conclure, tant s*en faut, que leurs produits marchent de pair avec ceux de l'ancienne et classique méthode de la cémentation et de la fusion au creuset.

A Bochurn. on traite, au four à puddler, un mélange de fontes anglaises (hématites du Gumberland) et de fontes de \assau, avec addition de -g- de spiegel. Les loupes sont pilonnées, les lupins passent aux dégrossisseurs, et les barres ainsi obtenues sont coupées à la cisaille en fragments de 0^,1 à 0^^2. La fusion s'opère principalement au creuset, et, pour une faible proportion, jusqu'à présent, au four à réverbère. Chaque creuset reçoit 30 kilog. d*acier, qui, fondu, n'occupe que la moitié an plus de sa capacité. On vide alors un creuset dans Tautre (à moins qu'il s'agisse de très-petites pièces) ; on n'a plus alors que destreosets contenant 60 kilog., qui versent eux-mêmes dans mielingotière préalablement chauffée, pouvant contenir la quantité de métal nécessaire, et percée, pour la coulée, d'un trou inférieur muni d'an bouchon en fer.

Par la fusion au réverbère, la difficulté a été, cela va sans dire, d'ofotenii' une sole assez réfractaire ; on parait y avoir réussi. L'acier n'est pas coulé immédiatement dans. les lingotières, mais dans des creusets semblables à ceux de la fusion. Cette opération intermédiaire, qui parait se rattacher surtout à des particularités d'installation, disparaîtra probablement si on donne plus d'extension à l'emploi du réverbère.

M. Mayerj directeur du moulage à Boehum^ a vaincu d'une manière très-satisfaisante les difficultés diverses que présente le moulage de l'acier. Les pièces obtenues dans cet établissement sont saines, exemptes de soufflures, et très-homogènes.

L'acier doux détruit très-rapidement les creusets; ceux de Siour- ^'dge même ne résistent pas à plus de deux opérations. MM. Tidkm,

372 uv, V. — VOIE.

de ShegUtdi ont foit entrer avec beaucoup d'avantage la plombagiDe dans la composition de leurs creusets. On utilise bailleurs les viem creusets en les broyant et ajoutant seulement aaseï d'argile ponr

rendre le mélange plastique.

£e qu'il faut à un grand consommateur tel qu'un chemin de fer, c'est une qualité suflisante et des prix modérés; et, dans les conditionf économiques qui en résultent pour la production, l'acier Bessmer peut parfaitement égaler celui qui sort du creuset. MM, Vicken fabriquent des croisements en acier fondu au creuset provenant, assure-t-on, de fers de Suède; mais leur prix est beaucoup trop élevé. L'Est français, qui en a fait venir quelques-uns en 1865, lésa payés 98 francs les 100 kilog., soit 465 fr. le croisement pesant à7b kilog. (Pl. XXUl, fig. 17 à 21). Vaà&c Besimer est beaucoup moins cher, et probablement presque aussi bon.

Dans ce croisement comme dans celui de MM. Pettn et Gattitt^ (Pl. XXIII, fig, 20 à 28) , la liaison avec les rails courants est opéréepar un édissage; au lieu d'emboîter les bouts des rails comme dans le croisement en fonte ci-dessus (275) , la pièce moulée porte à chaque bout un appendice extérieur B, B', que les deux rails saisissent entre eux ; deux éclisses à deux ou mieux à quatre boulons assurent une solidarité plus complète que par i'emboitement et le coin du croisement en fonte.

Les croisements livrés par MM. Petin et Gaudet à diverses compagnies, surtout à celles de l'Ouest et du Midi, sont en acier au creuset et non en Bessemer, Leur prix, brut, est de 90 francs les 100 kilog. Le type de TOuest et du Midi (voie à double champignon) appliqué aussi* mais seulement à titre d'essai, sur le chemin de ceinture autour de PaHif sur celui de Badajoz^ etc., pèse 295 kilog. (angle de ô* 3(y) et 280 (angle de 7*50'); ajusté, il a été livré (y compris les coussmets, les éclîsses et les boulons), au chemin de fer de l'Ouest, à Parti, à raison de B75 francs la pièce, et au chemin du Midi, à BordeatàXi i raison de 395 francs.

Le croisement pour voie Vignole pèse 860 kilog.

Le désir d'utiliser plus complètement une matière d'un prix relativement élevé a conduit souvent à faire les croisements en acier fondu, symétriques ou à double face (Pl. XXllI, fig, 10 à 10, rail à double champignon, et fig. 33 à 38, rail Vignole), Cette forme, qui semblait présenter deux avantages, le retournement et la légèreté, a répondu imparfaitement à Tattente de ses partisans. La pièce repose

CIIAP. 1X« — CB0JSE3I£NTS. — DÉTAILS DE CONSTRUCTION. 373

alors sur Ito traverses par TiDiermédiaire de deux coassînets £, K et de dettx coiissinets-^disses % E {fig* 3S à S8) , qui la relient en même temps aox rails courants; miôs les surfaces d'appui sur les coussinets de support sont trop restreintes. Les ruptures sont fort à craindre si

les boudins des roues usées à la jante vienneiu à poi Ler sur le fond en porte-a-faux des rainures, où l'épaisseur du métal est trop faible; enliii, la pièce dans son ensemble manque de masse. Le croisement double-face pour rail Fignole de MM. Petinet Gaudet p^se 320 kilog., soit AO kilu^. de moins que le croisement simple-iace des mêmes labricaiits. L'assemblage avec les rails courants au moyen de coussiuets-édisses à quatre boulons l, U U parait d'ailleurs satisfaisant.

En somme, et malgré le succès que les croisements symétriques ont obtenu sur quelques chemins allemands» anglais (le Métropolitain entre autres), et aux Ëtats-Uni9,.on est assez généralement d'accord sur ce point que l'ader fondu simplement coulé convient très-bien pour les croisements d'une seule pièce, mais qu'il iaut cenoncer à la symétrie et au retournement.

999. H. Clerc, ingénieur des ponts et chaussées et de la compsrgnie de l'Ouest, a introduit sur ce réseau des croisements en acier Bnsènur martelé et raboté (Pl. XXIli, /Igr. hh à

a A&n d obtenir, » éitU.. Clerc « un métal suffisamment homogène, les « pièces de forge doivent provenir d'un lingot réduit par le martelage au « tiers de son épaisseur primitive; Tacier doit en être dur. On donne à « chaud au lingot la forme eitérieure da croisement ; les fiices principales « sont parallèles; sur Tune d^elles, on creuse, à la machine à raboter, les < rainures pour le passage des boudins. •

L'assemblage avec les rails courants est opéré au moyen de coussi* nets-éclisses en fonte à quatre boulons t, t. Chaque paire de coussinets-

eclisses est fixée sur les traverses extrêmes par des tire-fonds 5, 8 {fig, 46). La pièce d'acier n'étant pas, comme dans les types précédents,munie d'oreilles extérieures c» les deux tire-fonds qui la fixent à chacune des traverses intermédiaires sont placés au fond des rainures, dans des cavités dont leur tèUi afQeure le bord supérieuf {fig. Met Àô).

Le croisement de 5' 30' pèse brut 400 kilog. , et après rabotage 320 kilog. Son prix est de S60 francs, d<mt voici le détail d'après M. Clere :

(*) Uttrada 10 Juillet IBST.

37à UT. l«. — TÛUU

Crofseimiit bnit (i^huphy'' 400»'* « 0,«0. 340,<l«

4 Gttusilnetl^IiMt«o Ibote Ili à 0,17 10,01

2 cales en foule 12 à o r 2,04

8 iH>uloiis avec écrous et rondelle». • 9 i 0,38 3,42

Main-^mwre! nbotage, ^attageet nootiga. 0S»50

A ce prix, il est difficile de croire que ce système soit réellement économique, même en tenant compte largement de l'avantage sur lequel M. Clere insiste avec raison d'ailleurs :

« Un des grands avantapos de ces croisements, » dit-il, « et qui en dimiu nue considèrablemeotles dépenses, c'est que, lorsqu'ils sont usés, on peut

• les raboter de nouveau comme des bandages de roues et au moyen d'une c faible dépense, on obtient un croisement entièrement neut Le nombre

• de fois que ces croisements peuvent ÔIre ainsi rabotés dépend de Tépaist sftur primrtÎTe qu'on leur donne. Nous pensons qu'aTec Tépaissenr de c 0",M, on pourra les raboter deux et même trois fois* »

Le réchauffage et le martelage ne suffisent pas pour justifier le prix si élevé de 0',60 pour les pièces brutes de forge. Ramené à un prix normal,' ce système pourrait très-bien se répandre. La pièce moulée a pour elle T économie, et la dureté superficielle résultant de la trempe. Si la pièce martelée et rabotée est inférieure sous ces deux rapports, l'action bienfaisante du marteau et la iaculté de compenser par un travail peu coûteux, les eISsts de Tusure et des déforma» tiens ont par contre une incontestable valeur, surtout quand il s'agit de formes délicates et dont raltératton doit, sous p«ne de graves inconvénients, être maintenue dans des limites étrdtes.

Environ trois cents appareils de ce type, posés sur le réseau de l'Ouest, se comj)ortent très-bien jusqu'ici, même sur les poinis les plus fatigués. Mais l'expérience, (lui remonte seulement à la fin de 1866, ne peut être encore concluante.

î.es croisements fondus, soit d'une seule pièce, soit formés de pièces rapjrortées sur une plaque de fer, sont en somme peu usités iusqu'à présent, en dehors d'un certain nombre de chemins allemands. Les croisements d'assemblage ayant pour élément le rail courant, sauf une seule pièce spéciale, la pointe (et encoce pas toujours, comme noua le verrons tout à l'heure (281)) , sont beaucoupplus

CHAP. IX. — CROISEMENTS. — DÉTAILS DE CO?îSTRUCTION. 375

répandus ; mais, pour pea que le trafic ait d'activité, on s'accorde à reconnaître que, pour ces pièces si fatiguées, il faut aussi une madère spédale plus résistante que les rails ordinaires;* les mises d'acier, le fer cémenté (procédé Lmi(fneur), Facier puddlé, essayés, avec plus ou moins de succès, font place généralement aujourd'hui ï Facier Bessmir.

La pointe doit être reliée d'une manière absolument invariable aux rails branches-de-poiiite et aux pattes de lièvre, qui doivent l'être également aux rails auxquels elles font suite. Avec la forme du rail courant, cette dernière condition est naturellement remplie par l'éclissage ordinaire. C'est également par des éciisses que les rails branchesde-pointe sont assemblés avec la pointe lorsque, comme sur le Nord français, celle-ci est simplement tronquée vers le talon (Pl. XX, fg. 7) ; elle présente alors vers cette extrémité deux gorges latérales qui reçoivent les éciisses. Vers son extrémité eflilée elle porte*, venus à k forge, deux appendices latéraux remplissant complètement l'espace compris entre les pattes* de lièvre, et traversés par deux boulons verticaux. Toute cette partie^ pointe et contre^^Buis, s*appuie sur une forte semelle en fonte (fig. S), et deux forts boulons transversaux maintiennent les contre-cœurs serrés contre la pointe.

Dans d'autres cas, comme au cbemin d'Orléans (voie à double champignon) , la pointe, en acier fondu, porte, vers ïe talon, une sorte de queue i, qui s'en^Mge entre les rails branches-de-pointe, entre lesquels elle est serrée par des boulons (P. XXIII, fig. 39 à vers l'autre extrémité, elle a simplement la forme {fig. 40), et est maintenue par un coussinet triple.

Sur le chemin de l'Est, dans le croisement Yigtwle en usage jusqu'à présent (Pl. XXllI, fig, 1 à 9), les deux modes ci-dessus de liaison de la pointe avec les branches-de-pointe coexistent; il y a. à la fois l'appendice intérieur l {fig, 5, 8, 9), et les éciisses extérieures 8, 0 {fig, 1} ; la pointe est munie, comme le rail, d'un patin p, p {fig, 9) , qui se prolonge au delà de l'extrémité ^ée m, pour recevoir un tirefond o. Deux Jl)onlons horisontaux /, f (fig. 9), avec manchons d'écartement, rélient les pattes de lièvre et la pointe; des platines en fer v, v (Jig. 1) , donnant aux rails Finclinaison de ^, sont plarcées à l'extrémité -de la pointe, à son talon, et au sommet de l'angle des contre-cœurs. La pointe est en fer forgé, cémentée et trempée; les contre-cœurs en acier Bessemeft et les branciies-de-pointe en fer ordinaire, :

OSt. Ces dispositions viennent d*ètre simplifiées (Pl. XXII, fg. S à 28) ; la pointe n*est plus une pièce spéciale : elle est formée parle prolongement de Tune des bAnches de pointe p, avec laquelle l'autre^, convenablement effilée et abaissée, et prenant vers son extrémité {fig. ih et 16) ht forme d*un coussine^éclisse, s'assemble au moyen de trois boulons ty f, t Les andennes pointes en fer étaient formées aussi de rails assemblés ; mais le nouvel arrangement est bien préférable, parce qu'il s oppose à toute dénivellation, tout en n'imposant aux boulons qu'un effort de traction. Il va sans dire que sur tous les points fatigués les pointes seront en rails {hssemer.

Des trois platines t% v, v (Pl. XXllI, fig. 1) de l'ancien croisement, celle qui est placée au droit de la pointe, subsiste seule (Pl. XXII, fg, iO« et 20 à 22). Deux boulons 0, ^, avec cales K, K', relient la pointe aux pattes de lièvre (Pi. XXII, /fj|r« 10, 43 et 16). Ces dispositions vOut être appliquées succesûvement aux deux types de 6!" éo' et 7* 70, les seuls en usage maintenant sur le réseau de l'Bst.

' ss*. Quelques chemins de fer, n'accordant pas encore leur confiance à l'acier, persistent à employer le fer, mais, au moins pour la pointe, un fer spécial. Ainsi l'usine de Five$ (Nord) livre aux chemins russes des pointes ea fer, au bois, trempées. AiUeurs, on donne la préférence à Vader puddlé. Tel est le cas du chemin de Zyon; mats le mode de ùJbrication de la pointe, formée de deux rails soudés, est le seul motif de cette préférence. Voici, du reste, en quels termes elle est expliquée dans une note qae H. Fingénieur en chef IM/eriM a a bien voulu me remettre :

« Nos cœurs de croisements sont formés de deux portions de rails soudés « à très-peu près suivant la ligne qui divise l'angle en deux parties égales.

< Comme on n'est pas encore parvenu à souder convenablement, soit le

< Benemer soit Tacier fondu, on a dû employer Tacier puddlé, malgré son « prix élevé et quoique Tusage sur la voie de cette matière donne des lé- « sttltatsbien inférieurs h Tacier fondu et au Béa»emtT* Il convient d*ail- % leurs de faire remarquer que dans nos croisements Tusure des cœurs a est assez lente; ils sont protégés parles rails coudés, qui reçoivent la 0 principale fatigue et s*usent deux fois plus vite environ, qnoiqueètaat en « acier fondu. »

t9S. L*Est bavarois applique aussi sur une grande échelle les pointes d'assemblage en acier puddlé (Pl. XXII, fig. 26 et 27); ces croisenients présentent quelques parti cukui Lés qui méritent d'êtixî signalées ; la puiiite m plongeant rapidement, se dérobe aux roues